qPCR 扩增效率与 Pfaffl 相对定量在线计算(标准曲线斜率求 E)
一、标准曲线求扩增效率
二、Pfaffl 相对定量(用实测效率校正)
2^-ΔΔCt 里的那个 2,意思是每个循环产物翻一倍——假设扩增效率正好 100%。 真实引物很少正好 100%。目的基因和内参差得多的时候,倍数会系统性偏移, 而且偏多少取决于 ΔCt 的大小,不是一个可以事后校正的常数。
要知道差多少,得先把效率量出来。做法是把模板做系列稀释,每个稀释度测 Ct, 以 log10(起始量) 为横轴、Ct 为纵轴拟合直线:
Ct = slope × log10(起始量) + 截距
E = 10^(−1/slope)
效率(%) = (E − 1) × 100%
效率 100% 对应 E = 2,斜率 = −1/log10(2) = −3.3219。
判断标准(MIQE 指南):效率落在 90–110%(斜率 −3.6 ~ −3.1),R² > 0.99。 超出这个范围的引物不该直接拿来做相对定量。
效率不达标时不要硬套 2^-ΔΔCt,改用 Pfaffl 法,用各自实测的 E 作底数:
(E_target)^[Ct(对照,目的) − Ct(样本,目的)]
比值 ratio = ────────────────────────────────────────────
(E_ref)^[Ct(对照,内参) − Ct(样本,内参)]
两个效率都恰好等于 2 时,这个式子会精确退化成 2^-ΔΔCt——它是后者的推广,不是另一套东西。
几个容易出错的地方:
- 稀释系列要覆盖你实际样本的 Ct 范围。只在高浓度端做标准曲线, 外推到低浓度样本是没有依据的。
- 效率算出来大于 110% 通常不是「效率超过 100%」,而是有抑制物、 引物二聚体或稀释操作误差。真实的扩增不可能一个循环翻不止一倍。
- 效率是引物对 + 反应体系的属性,换了 mix、换了仪器就要重测。
- 标准曲线的 R² 高只说明线性好,不说明效率对。两个指标要分开看。
常见问题
效率算出来 105%,需要担心吗?
不用。MIQE 建议的可接受范围是 90–110%,105% 在范围内。扩增效率超过 100% 在数学上不代表一个循环翻了不止一倍,而是标准曲线拟合的不确定度、稀释误差或轻微抑制造成的。真正要处理的是超出 90–110% 的情况。
目的基因和内参效率差多少算「差得多」?
没有一刀切的阈值,因为影响大小取决于 ΔCt。可以直接用上面的第二个计算器试:填入两个实测效率和你的 Ct,看 Pfaffl 比值和 2^-ΔΔCt 差多少。差异在你关心的效应量之内就可以接受。
标准曲线的起始量填什么单位?
ng、拷贝数、相对稀释倍数都行,只要同一列单位统一。斜率只取决于各点之间的比例关系,不取决于绝对单位——换单位只改变截距,不改变斜率和效率。
Pfaffl 法需要每次实验都做标准曲线吗?
效率是引物对加反应体系的属性,同一套体系测一次即可复用,不必每块板都做。但换 mix、换仪器、换退火温度之后要重测。原文的模型本身不需要每次跑校准曲线,这也是它相对于绝对定量的便利之处。
为什么效率要写成 E 而不是百分比?
E 是每循环的扩增倍数,直接进指数运算;百分比是 (E−1)×100。E = 2 即 100%,E = 1.9 即 90%。填表时注意别把 90 直接填进去。