荧光原位杂交技术

关于荧光原位杂交技术原位杂交技术简介

insituhybridization原位杂交技术的基本原理是根据核酸分子碱基互补配对的原则，将有放射性或非放射性标记的外源核酸（探针）与经过变性后的单链DNA互补配对，结合成专一的核酸杂交分子，再经一定的检测手段将待测核酸在染色体、细胞或组织上的位置显示出来的一项技术。该技术最早是PardueandGall(1969)和Johnetal.(1969)分别独立建立起来的。当时使用的放射性标记探针，利用放射自显影检测一些高度重复序列DNA在染色体上的定位，此后原位杂交技术日益成为生物医学领域的一种十分重要的技术手段。尽管放射性标记探针灵敏度很高，能够检测小至几百个碱基对的DNA序列，但是由于同位素的安全问题、半衰期、信号统计等限制了此项技术的广泛应用，后来逐渐发展出了非放射性标记探针原位杂交技术。第2页,共38页，星期六，2024年，5月原位杂交操作步骤一、准备载玻片和固定材料二、染色体标本制备和预处理三、探针制备及标记四、染色体标本变性五、杂交六、杂交后洗脱七、免疫细胞化学检测八、荧光显微镜观察及显微摄影第3页,共38页，星期六，2024年，5月染色体标本制备第4页,共38页，星期六，2024年，5月预处理1、RNA酶处理

1）每张玻片加100μl100μg/mlRNaseA(in2xSSC)37℃处理1小时2）用2xSSC洗3×5min3）70%，80%，100%乙醇系列脱水，每级5分钟2、胃蛋白酶处理

1）0.005-0.02%pepsin（10mMHCl）37℃处理10min2）1×PBS洗2×5min3）1×PBS，50mMMgCl2处理5min4）1×PBS，50mMMgCl2,1%甲醛固定10min5）PBS洗涤并脱水,气干第5页,共38页，星期六，2024年，5月非放射性标记法直接法荧光素（fluorescein）或其他荧光染料间接法地高辛（digoxigenin）生物素（biotin）1.随机引物法2.缺口平移法3.PCR法4.寡核苷酸末端标记法5.直接在探针3’或5’端合成第6页,共38页，星期六，2024年，5月1.0.5ml离心管中加入1ug探针DNA,加水置体系为16ul2.沸水浴中变性10min,马上置于冰水中3.加入4ulDIG-High

Prime(5xbuffer;50%glycerol;1U/μlKlenowenzyme;5xrandomprimermix;1mMeachofdATP,dCTP,anddGTP;0.65mMdTTP;and0.35mMDIG-11-dUTP)4.混匀离心，置于37℃温育1小时~20小时5.65℃处理10min终止反应第7页,共38页，星期六，2024年，5月染色体标本变性共变性杂交液加到标本上封片，置80℃烘箱中10分钟分别变性70%甲酰胺，2xSSC70℃处理2分钟70%，85%，100%冷乙醇系列脱水，空气干燥第8页,共38页，星期六，2024年，5月1.杂交液(50%去离子甲酰胺,2xSSC,10%硫酸葡聚糖,50mM磷酸钠;pH7)中加入标记的探针，每10ul杂交液含50ng探针2.探针95℃变性5分钟，置冰水中10分钟3.10ul杂交液加到标本上，盖盖玻片并封片4.湿盒中37℃杂交过夜杂交第9页,共38页，星期六，2024年，5月1.2xSSC,50%甲酰胺45℃洗3x5min2.2xSSC37℃洗2x5min3.TNTbuffer[100mMTris-HCl(pH7.5),150mMNaCl,0.05%Tween20]37℃洗1x5min杂交后洗脱第10页,共38页，星期六，2024年，5月1.TNTbuffer冲洗2.TNBbuffer[100mMTris-HCl(pH7.5),150mMNaCl,0.5%blockingreagent]3.Anti-DIG-荧光素(2μg/ml,inTNB)37℃30min4.TNTbuffer冲洗3x5min5.乙醇系列脱水,气干6.DAPI染色10min7.加Vectashield封片,荧光显微镜下观察并照相免疫细胞化学检测第11页,共38页，星期六，2024年，5月影响杂交的因素一、影响杂交的主要因素温度、pH、单价阳离子浓度、甲酰胺二、其他因素探针长度、探针浓度、硫酸葡聚糖、洗脱严谨度三、标准杂交条件第12页,共38页，星期六，2024年，5月第13页,共38页，星期六，2024年，5月FISH技术的应用基因定位染色体结构变异(异位、缺失、重复)研究染色体物理作图疾病及产前诊断外源基因检测多倍体起源进化研究分子核型研究染色体（质）空间结构研究第14页,共38页，星期六，2024年，5月荧光原位杂交技术新进展M-FISH，armFISH(42-colorM-FISH),SKYBAC-FISH,YAC-FISHFiber-FISHPRINS(PrimedinsituDNAsynthesis)引物原位DNA合成技术IS-PCR(in

situpolymerasechainreaction)原位PCRGISH(GenomeinsituHybridization)基因组原位杂交Immuno-FISH3D-FISHQ-FISH（Quantitative-FISH），Flow-FISHT-FISH（Tissue-FISH）or(Telomere-FISH)RNA-FISH第15页,共38页，星期六，2024年，5月第16页,共38页，星期六，2024年，5月

ChromosomeLab5种荧光素联合标记人类24条染色体

荧光素12345678910111213141516171819202122XY

FITC☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆☆

Cy3△△△△△△△△△△

Cy3.5○○○○○○○○○○○

Cy5※※※※※※※※※※

Cy7◆◆◆◆◆◆◆◆◆◆

第17页,共38页，星期六，2024年，5月第18页,共38页，星期六，2024年，5月第19页,共38页，星期六，2024年，5月

光谱核型分析（spectralkaryotyping,SKY)SKY是另一种M-FISH,实验操作和结果与M-FISH相似。原始图像利用干涉仪产生干涉信号，再采用高性能CCD数码相机进行拍摄，得到一组不同光程差的干涉图像。再将所得数据做FFT(快速傅立叶变换),得到每一点的光谱信息。通过分析光谱信息，发现原始图像的信息。第20页,共38页，星期六，2024年，5月

ChromosomeLab干涉仪镜子收集光线标本发射光谱CCD相机傅立叶转换分析光谱信息通过光谱分析准确分析A图中的色彩分为相近的三种染色体（C图）第21页,共38页，星期六，2024年，5月

ChromosomeLab该技术操作简单，只需进行一次杂交，一次拍摄，而传统M-FISH在拍摄过程中要变换多次滤光片。该技术灵敏度高，由于摒弃了传统M-FISH采用的以滤光片为基础的成像技术，在拍摄过程中全光谱通过，因此光通过量大大提高，从而提高灵敏度。分析准确率高，整个分析基于光谱信息，所以准确率极高，即使是染色体末端的微弱信号，也同样可以采集到。第22页,共38页，星期六，2024年，5月

ChromosomeLab利用SKY技术，准确判断出7号染色体和12号染色体之间的交叉易位。第23页,共38页，星期六，2024年，5月

ChromosomeLabG带分析得到一条marker染色体无法确认起源，用SKY确定来源于18号。第24页,共38页，星期六，2024年，5月

ChromosomeLabFiber-FISH

DNA纤维的制备是先将单细胞悬浮液涂在载玻片上，然后利用碱变性剂或EDTA-SDS缓冲液等化学方法将染色体的结构破坏，让DNA分子与复合的蛋白质分离而形成游离的DNA纤维，再以这种失去空间结构的线性DNA分子作为靶DNA的载体进行原位杂交，使分辨率和灵敏度都有了很大的提高。第25页,共38页，星期六，2024年，5月

ChromosomeLab在不同靶DNA上荧光原位杂交技术的比较靶DNA结构分辨率水平可检测DNA优点和缺点序列范围中期染色体1——3Mb>1Mb保持染色体结构，切片容易制备分辨水平低，识别染色体困难前期染色体200Kb>200Kb保持染色体结构,分辨水平居中切片不易制备,识别染色体困难拉长的中期染色体200Kb>200Kb保持染色体着丝点端粒结构，分辨率水平居中，拉长染色体不均匀粗线期染色体100Kb>100Kb保持染色体结构，识别染色体可能，分辨率水平较高，切片不易制备间期细胞核50Kb50Kb-2mb分辨率水平高，切片容易制备，无染色体结构，游离染色质丝10Kb10Kb-1mb分辨率水平高，无染色体结构DNA纤丝1Kb1Kb-1mb分辨水平高，无染色体结构第26页,共38页，星期六，2024年，5月第27页,共38页，星期六，2024年，5月第28页,共38页，星期六，2024年，5月基因组原位杂交（GISH）第29页,共38页，星期六，2024年，5月RNA-FISH第30页,共38页，星期六，2024年，5月T-FISH第31页,共38页，星期六，2024年，5月蚕豆红小豆黄豆豇豆绿豆第32页,共38页，星期六，2024年，5月小麦水稻玉米第33页,共38页，星期六，2024年，5月金