擴增、定序與核酸分析

分子信標(molecular beacon)

普通探針無論是否找到目標都會發光,所以你得先洗掉未結合的探針才能判斷。分子信標是一種更聰明的探針:在結合目標之前它是暗的,唯有結合上目標才點亮——一個無需清洗步驟的自報告開關,這正是它能實現即時檢測的原因。

信標是一條經過兩重巧思設計的單鏈DNA。第一,它的兩端彼此互補,所以當目標不在時,這條鏈折疊成一個小髮夾(莖環結構),把兩端拉到一起。第二,一端帶有螢光染料,另一端帶有一個「淬滅」分子。髮夾閉合時,淬滅分子緊挨著染料並吸收它的光,於是信標是暗的。髮夾的環部與目標序列互補。當目標存在時,環部與之鹼基配對,迫使髮夾張開;這把染料從淬滅分子旁拉開,染料便得以自由發出螢光。目標在,燈亮;目標不在,燈滅。

分子信標廣泛用於定量PCR和快速診斷,因為螢光只與生成了多少特異目標成比例地、即時地、在密封管裡出現。它的價值在於特異性加自報告:信標靈敏到連單個鹼基的錯配都能區分,因為不完美的匹配無法很好地打開髮夾。代價是它們必須被仔細設計(莖與環要平衡),而且和任何探針一樣,信標永遠只報告它被造來識別的那一條序列。

在一次qPCR裡,針對目標設計的信標在折疊時保持黑暗。隨著每個循環生成更多目標,更多信標張開發光,於是管子的亮度與已生成的特異產物量同步上升——讓儀器無需打開管子就能即時追蹤目標。

髮夾閉合 = 暗(被淬滅);被目標打開 = 發光。

信標是暗的,並非因為它壞了,而是因為它折疊時淬滅分子緊挨染料、吸走了它的光——結合目標會把二者拉開,所以發光直接讀出了目標的結合,無需清洗步驟。

又稱
molecular beacon probehairpin probe分子灯塔髮夾探針