Well-to-Well-Variation in der Thermocycler-Fluoreszenz?

Wir haben einen alten BioRad ICycler Thermocycler mit MyIQ Einfarben-Fluoreszenzdetektor. Obwohl es für RT-PCR gedacht ist, haben wir es für Schmelzkurven und Bindungsassays für verschiedene RNA-Typen mit Thiazolorange als interkalierendem Fluorophor verwendet. Als wir jedoch versuchten, diesen Assay ernst zu nehmen und die Dinge dreifach durchzuführen, stellten wir fest, dass die Schwankungen von Bohrloch zu Bohrloch schrecklich waren, was es schwierig machte, eine statistische Signifikanz zu erhalten.

Nachdem ich das Handbuch durchgelesen hatte, versuchte ich, "beständige Brunnenfaktoren" für das Instrument zu erhalten, um diese Variation zu korrigieren. Das Protokoll des Instruments erfordert hierfür jedoch eine Erwärmung auf 95 °C, sodass die Interkalation von Fluorophoren nicht funktioniert, die RNA schmilzt und die Fluoreszenz verloren geht, also habe ich es mit Fluorescein versucht. Dies löste die Variation nicht.

Also versuchte ich, meine eigenen Brunnenfaktoren herzustellen, indem ich 10 ml Poly(rA) Poly(rU) RNA-Lösung mit Thiazolorange herstellte und 96 PCR-Röhrchen mit jeweils 100 µl füllte und die Fluoreszenz maß. Dann berechne ich die durchschnittliche Fluoreszenz und dividiere den Durchschnitt durch den Wert für jede Vertiefung, um einen Faktor F für jede Vertiefung zu bestimmen. Dann versuchte ich, nachfolgende Experimente zu normalisieren, indem ich die Fluoreszenz jeder Vertiefung mit ihrem F multiplizierte, um einen korrigierten Wert zu erhalten. Dies reduziert zwar die Variation ein wenig, ist aber immer noch ziemlich schlecht.

Haben Sie Vorschläge, um die Schwankungen von Bohrloch zu Bohrloch in diesen Experimenten zu reduzieren oder die Daten anderweitig zu korrigieren?

Ich habe keine Erfahrung mit RT-PCR-Instrumenten, alles, was ich darüber weiß, stammt aus dem Herumspielen mit dem Instrument. Ich weiß nicht, ob ich etwas wirklich grundlegendes übersehe.

Schritt für Schritt Protokoll

  1. Vorbereiteter 1xSSC-Puffer, 150 mM NaCl, 15 mM Natriumcitrat, pH 7,5
  2. Abgewogen 5 mg Thiazol Orange, gelöst in 1 ml Methanol
  3. 1000-fach verdünntes Thiazol Orange in 1xSSC
  4. Nahm 71,4 µl (100 µg) Poly(rU) Poly(rA)-Lösung, 1,4 µg/µl
  5. Verdünnte RNA mit 8,93 ml 1xSSC
  6. 100 µl verdünntes Thiazol Orange zu verdünnter RNA hinzugefügt, Endvolumen 10 ml
  7. Richten Sie 96 PCR-Röhrchen ein, verwenden Sie eine 8-Kanal-Pipette und einen Trog, um jeweils 100 µl RNA-Lösung zu übertragen
  8. Platzierte PCR-Röhrchen in allen 96 Positionen des Thermocyclers
  9. Schmelzkurvenprotokoll ausführen, bei 25⁰C beginnen, bei jedem Zyklus um 1⁰C erhöhen, 60 Zyklen, sodass die Endtemperatur 85⁰C beträgt. Jeder Zyklus dauert 10 Sekunden. Messen Sie die Fluoreszenz in jedem Zyklus.
  10. Wiederholte Schmelzkurve 3 Mal, insgesamt 4 Kurven.
  11. Geben Sie Daten aus jeder Kurve in die Tabelle ein. 96 Datenpunkte bei jeder Temperatur.
  12. Gemittelte Fluoreszenz über die gesamte Platte bei jeder Temperatur. Verwenden Sie diese Durchschnitts-, Standardabweichungs-, Maximal- und Minimalwerte, um die folgenden Diagramme zu erstellen.
  13. Berechnete Korrekturfaktoren für jede Vertiefung bei jeder Temperatur durch Dividieren der durchschnittlichen Fluoreszenz der gesamten Platte durch die Fluoreszenz jeder Vertiefung für die Schmelzkurven 2, 3 und 4. Gemittelte Korrekturfaktoren aus jeder Kurve.
  14. Berechnete korrigierte Fluoreszenz für die Kurven 1, 2, 3 und 4 durch Multiplizieren des gemittelten Korrekturfaktors für jede Vertiefung mit der beobachteten Fluoreszenz für diese Vertiefung.
  15. Die korrigierten Werte wurden neu gezeichnet, um die reduzierte Streuung zu zeigen.



Die Daten sind unten gezeigt. Ich habe die Schmelzkurve 4 Mal wiederholt, weil das erste Schmelzen normalerweise eine geringere Intensität hat als nachfolgende Schmelzen. Die Y-Achse ist die Fluoreszenz, die X-Achse ist die Temperatur in Celsius, und ich habe die durchschnittliche Fluoreszenz bei jeder Temperatur mit der Standardabweichung zusammen mit dem Minimum und Maximum aufgetragen, um zu zeigen, wie weit einige Vertiefungen außerhalb der Standardabweichung liegen. Ich habe die Korrekturfaktoren für die Schmelzkurven 2, 3 und 4 berechnet und gemittelt. Als ich diese gemittelten Faktoren auf die Schmelzkurven 2, 3 und 4 verwendete, leistete es gute Arbeit bei der Eliminierung von Variationen. Als ich die Korrekturfaktoren auf Schmelzkurve 1 anwendete, reduzierte dies die Variation, aber nicht viel.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sind Sie sicher, dass ein Teil der Varianz nicht auf die Verarbeitung der Triplikate zurückzuführen ist? Wie bereitet man sie zu? Dies ist ein sehr wichtiger Faktor und eine schwerwiegende Fehlerquelle.
@Chris hat die Frage so bearbeitet, dass sie enthält, wie ich die Proben vorbereitet habe.
@ user137 Bei Fragen wie diesen ist es am besten, das verwendete Protokoll schrittweise zu beschreiben.
@WYSIWYG Ein Schritt-für-Schritt-Protokoll wurde hinzugefügt. Fühlen Sie sich frei, nach allem zu fragen, was nicht klar ist.
@ user137 Es sollte keine Notwendigkeit bestehen, eine Well-to-Well-Fluoreszenzkorrektur durchzuführen. Es sollte keine Abweichungen aus anderen Quellen als der Handhabung geben. Ist Ihre Maschine gewartet und alles?
@WYSIWYG Die Variation besteht trotz des Versuchs, die Variation zu minimieren, indem 1 große Lösungscharge erstellt und Mehrkanalpipetten verwendet werden. Die hellen Vertiefungen und die dunklen Vertiefungen scheinen in jedem Experiment die gleichen Vertiefungen zu sein. Die Maschine wird überhaupt nicht gewartet, wir haben keinen Wartungsvertrag und ich glaube nicht, dass ich meinen Berater davon überzeugen könnte, die Wartung zu bezahlen.
@user137 Ich hatte Probleme mit Multichannel. Manchmal passen die Spitzen nicht richtig und es kommt zu Schwankungen. Auf jeden Fall gibt es empfindlichere Geräte zur Schmelzkurvenanalyse. Bei qPCR-Geräten muss auch die Lampe nach einiger Zeit ausgetauscht werden (sie hat eine gewisse „Lebensdauer“). Ist das nicht ein entscheidendes Experiment? Ich kann nur vorschlagen, ein weiteres Schmelzkurvenexperiment mit einer anderen Konzentration (oder einem anderen Parameter, den Sie ändern möchten) durchzuführen und zu sehen, ob die Varianz zwischen den Vertiefungen den Unterschied statistisch unbedeutend macht. Wenn nicht, fahren Sie mit dem Experiment fort.
@WYSIWYG Zum Glück ist es noch kein kritisches Experiment und wird es auch nicht für mich sein, da meine Abschlussarbeit endlich fast fertig ist. Ich vermute jedoch, dass mein Berater möchte, dass der neue Student, der mein Projekt übernimmt, viel mehr damit macht. Ich werde mich um den Lampenwechsel kümmern, da ich mir ziemlich sicher bin, dass es nie ersetzt wurde und das Instrument 10 Jahre alt sein muss.
@user137 Beantworten diese Kommentare deine Frage?
@WYSIWYG Sie waren hilfreich, wahrscheinlich so nah an einer Antwort, wie ich kommen kann, ohne Sie ins Labor zu bringen, um sie persönlich zu debuggen.

Antworten (1)

Es kann mehrere Gründe für Schwankungen geben, und da Sie sagten, dass die Maschine lange Zeit nicht gewartet wurde, sollte dies meiner Meinung nach eine Hauptfehlerquelle sein. Mehrkanalpipetten können auch manchmal Probleme machen (aus eigener Erfahrung) und das liegt meistens daran, dass die Spitzen nicht in allen Kanälen richtig passen.

Versuchen Sie, einige Parameter zu variieren (z. B. Konzentration von RNA) und beobachten Sie die Auswirkung auf die Schmelztemperatur; Wenn die Variabilität zwischen den Replikaten nicht hoch genug ist, um den Unterschied zwischen den Stichproben unbedeutend zu machen, können Sie mit Ihrem Experiment fortfahren. Nehmen Sie eine größere Anzahl von Wiederholungen vor, um die Varianz zu minimieren.

Wenn die Variabilität sehr hoch ist, müssen Sie Ihre Maschine wahrscheinlich reparieren lassen oder empfindlichere Geräte verwenden, die speziell für diese Art von Studien entwickelt wurden.