我们应该在 PCR 反应中添加多少模板?

尽管从理论上讲,模板的一个分子就足够了,但经典 PCR 通常使用相当大量的 DNA,例如,最多 1 µg 哺乳动物基因组 DNA 和少至 1 pg 质粒 DNA。最佳量很大程度上取决于目标序列的拷贝数及其复杂性。

如果使用很少的模板,则需要相应增加扩增循环次数才能获得足够量的产物。用于大多数 PCR 实验的 Taq 聚合酶不具有校正功能(3'-5' 核酸外切酶活性);因此,扩增期间发生的错误无法被纠正。循环次数越多,缺陷产物的扩增就越普遍。另一方面,如果模板量太高,引物与其他(不是百分百互补)序列退火以及形成引物二聚体的概率将会增加,这将导致扩增副产品。在许多情况下,DNA 从细胞培养物或微生物中分离出来,随后用作 PCR 模板。纯化后,需要确定 DNA 的浓度,以便能够确定 PCR 设置所需的体积。虽然琼脂糖凝胶电泳可以提供估计,但这种方法远不够准确。紫外-可见分光光度法已被确立为核酸定量的金标准;这种直接且简单快速的方法可测量样品在 260 nm 处的吸光度,并借助转换因子计算浓度。

然而,如果 DNA 浓度非常低(< 1 µg/mL dsDNA),或者被在 260 nm 范围内吸收的物质(例如 RNA、蛋白质、盐)污染,则该方法将达到其局限性。在浓度非常低的情况下,读数很快就会变得太不准确而无法使用,并且污染将导致(有时是巨大的)对实际值的高估。在这种情况下,使用荧光进行定量可能是一种替代方案。该技术基于使用特异性结合双链DNA的荧光染料,只有包含核酸和染料的复合物被光激发,并且随后它会发射稍高波长的光。这里,荧光信号的强度与 DNA 的量成正比,并且为了确定浓度,需要根据标准曲线对其进行评估。该方法的优点在于键的特异性,排除了污染引入的外部影响,以及由此产生的检测极低浓度 DNA 的能力。任一方法的适用性主要取决于样品浓度和纯度;在许多情况下,甚至建议并行应用这两种方法。


发布时间:2022年11月30日