為了滿足實時PCR更高敏感性要求,各試劑公司都致力于開發新型的化學發光材料,目前作為商業用途的這些化學物質都能適用于上述的各種儀器。它們主要有以下幾種:
1. 水解探針或Taqman探針:這種探針用于Taqman分析法,它能被DNA合成酶(例如Taq酶)的5’à3’活性所降解,探針的5’端有一熒光報告基團,3’端有一熒光淬滅基團,當兩個基團相互先靠近的時候,由于發生能量傳遞作用,報告基團不能發出熒光,但隨著擴增反應的進行,5’端的報告基團隨著探針的水解而脫落下來,不再與淬滅發生能量傳遞作用,從而能發出熒光,被信號探測器所捕獲。常同探針5’端相結合的基團有FAM(6-羧基熒光素),TET(四氯-6-羧基熒光素),JOE(2,7-二甲基-4,5-二氯-6-羧基熒光素),HEX(六氯-6-甲基熒光素)或VIC,常與3’端相結合的熒光淬滅基團常為TAMRA (6- 羧基四甲基若丹明)或DABCYL(4-(4’-惡烷氨基苯偶氮)苯甲酸)。相較之于TAMRA,使用DABCYL可以更有效的減少自發熒光信號[6]。目前,水解探針已被用于基因檢測、病毒定量、癌細胞基因微突變檢測、細胞因子基因定量等,其結果都具有高特異性與高敏感性。
2. 分子信標: 是一種單鏈DNA形成的發夾結構,在其一端有一報告基團,在另一端有一淬滅基團[18],當它形成發夾結構時,由于熒光報告基團與淬滅基團想互靠近,兩者之間發生熒光信號能量共振轉移(fluorescent resonance energy transfer FRET),當熱循環溫度達到分子beacon的解鏈溫度時,其構象發生改變,能與模板結合而完全伸展成線性分子,使得FRET消失,報告基團發出熒光信號。分子信標特別適用于檢測點突變,這能區分只有一個核苷酸差異的不同DNA序列,而且其敏感性要遠比同等長度的寡核苷酸探針高,分子beacon已被用于
突變檢測、病原體定量、病毒檢測和胚胎的性別判斷,它同時出用于多重PCR檢測逆轉錄病毒。
3. scorpions: 它由兩個寡核苷酸分子組成,一個是引物,另一個是帶熒光分子的探針,但是此探針也具有引物的功能。引物與形成發夾結構的探針相連,在探針上由于熒光報告基團與淬滅基團相互靠近,不能發射熒光。在反應的變性階段,探針的發夾結構會解開,構象發生改變,在退火時則與模板相結合,形成線性分子,報告基團同淬滅基團分離而發射熒光。同Taqman探針和分子beacon相比,scorpion能更快地發射出熒光且信號更為強烈[31],其特異性也很高,因為只有在反應體系中存在特異的目的基因,探針-引物才會與之相結合。Scorpion是一種較新的熒光材料,具有良好的應用前景。
4. 雜交探針:該材料使用四個寡聚核苷酸分子,兩個引物與兩個探針,雜交探針分別單標,一個攜帶熒光供體基團,一個攜帶熒光受體基團,當這兩個探針雜交到目的基因上時,能形成首尾相連的結構使兩個熒光基團相互靠近,發生FRET。受體基團能轉移能量,使得供體基團在不同波長條件下被激發,發射出的熒光量直接與目的基因的產量成相關關系。這一方法已被Roche公司生產的Lightcycler所應用,進行病原體檢測、病毒荷載量的測定等領域。
5. SYBR Green I: 這是一種DNA結合染料,能非特異地摻入到雙鏈DNA中去。在游離狀態下,它不發出熒光,但一旦結合到雙鏈DNA中以后,便可以發出熒光。它的最大優點就是可以與任意引物、模板相配合,用于任意反應體系中,從經濟角度考慮,它也比其它的探針的價格要便宜得多,但由于它能與所有的雙鏈DNA結合,所以一旦反應體系中出現非特異擴增,那它就會影響到定量結果的可靠性與重復性。要避免這種不利因素,一方面可以通過Lightcycler和Rotor gene、Smart gene等熱循環儀內設定的程序過對擴增曲線進行分析,以區分由PCR產物和本底造成的熒光信號,另一方面就是選擇良好的引物和探針并優化反應條件以消除非特異性影響。