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            迪圖(上海)生物科技有限公司
            中級(jí)會(huì)員 | 第22年

            18017111930

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            天隆

            常規(guī)PCR反應(yīng)的優(yōu)化方法介紹

            時(shí)間:2023/8/10閱讀:793
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            A. DNA模板:
            ·   盡量使用高質(zhì)量、純化后的DNA作為模板
            ·   需要提高保真度時(shí),可使用較高的DNA模板濃度并減少循環(huán)數(shù)
            ·   模板用量:以50 μl反應(yīng)體系為例——
                    人基因組DNA:0.1~1.0 μg
                    大腸桿菌基因組DNA:10~100 ng
                    Lambda DNA:0.5~5 ng
                    質(zhì)?;虿《綝NA:0.1~10 ng
            B. 引物設(shè)計(jì)原則:
            ·  引物長度要滿足特異性需要,一般可在18~25個(gè)堿基之間;擴(kuò)增長片段時(shí)最好在24~30個(gè)堿基之間;
            ·  當(dāng)引入克隆位點(diǎn)時(shí),引物末端應(yīng)額外增加3個(gè)以上堿基;
            ·  (G+C)%含量應(yīng)盡量控制在40~60%,兩條引物的(G+C)%含量應(yīng)盡量接近;
            ·  引物中GC堿基分布均勻;
            ·  盡量避免相同堿基連續(xù)出現(xiàn)三次以上,3’端應(yīng)避免使用A或T;
            ·  避免引物內(nèi)部自身配對形成二級(jí)結(jié)構(gòu);
            ·  正反向引物之間應(yīng)避免配對堿基,尤其是3’端的三個(gè)堿基,否則易生成引物二聚體(Primer dimer);
            ·  兩條引物的解鏈溫度(Tm)值應(yīng)在42~65℃之間,而且兩條引物間最好相差不超過5℃;
            ·  引物Tm值的計(jì)算方法:
                   20 nt以下:Tm = 2℃ x (A + T) + 4℃ x (G + C)
                   20 nt以上:Tm = 81.5 + 0.41 x (GC%) -600/nt (nt:引物的堿基數(shù))
            ·  引物用量:
            ·  0.1~1.0 μM,通??梢?.2 μM起始,根據(jù)體系不同調(diào)整用量;
            ·  使用簡并引物、隨機(jī)引物時(shí),需增加引物總量以彌補(bǔ)產(chǎn)量損失;但隨著引物量加大,特異性將降低;
            ·  模板較大較多,或結(jié)構(gòu)較復(fù)雜(如人基因組DNA)時(shí),需減少引物用量以提高特異性;
            ·  模板較小較少(如質(zhì)粒模板)時(shí),增加引物用量可提高產(chǎn)量。
            C. 核苷酸(dNTPs):
            ·  常規(guī)dNTPs濃度為每種核苷酸0.1~1.0 mM,通??梢?.2 mM起始,根據(jù)體系不同調(diào)整用量;
            ·  低濃度(0.05~0.1 mM)可增加保真性,但會(huì)降低產(chǎn)量;
            ·  高濃度提高產(chǎn)量,尤其是長片段PCR,但會(huì)降低保真度。
            D. 鎂離子濃度
            ·   對于Taq DNA聚合酶,鎂離子的最佳濃度為1.5~2.0 mM;
            ·   最佳濃度取決于模板、緩沖液、DNA和dNTPs(每一種都有可能鰲合鎂離子);
            ·   鎂離子濃度過低,會(huì)降低產(chǎn)量;
            ·   鎂離子濃度過高,會(huì)增加非特異性PCR產(chǎn)物;
            ·   優(yōu)化鎂離子濃度時(shí),通常以0.5 mM梯度遞增,最高到4 mM。
            E. Taq DNA 聚合酶濃度
            ·   推薦使用濃度為 1~2.5 U/50 μl反應(yīng)體系。
            F. 起始反應(yīng)
            ·   在冰上配制反應(yīng)體系;
            ·   最后加聚合酶;
            ·   將熱循環(huán)儀預(yù)熱至變性溫度(94℃)后,放入PCR管,立即進(jìn)行反應(yīng)。
            G. 變性溫度與時(shí)間
            ·   通常于94℃初始變性,使DNA雙鏈全打開;
            ·   變性時(shí)間通常為15~30秒;
            ·   避免長時(shí)間或高溫度孵育;
            ·   高GC含量模板可提高變性溫度至98℃。
            H. 退火溫度與時(shí)間
            ·   通常情況下,退火溫度為引物Tm值減5℃,在55~60℃之間;
            ·   提高退火溫度有利于減少非特異性條帶;
            ·   常規(guī)退火時(shí)間為15~30秒。
            I. 延伸溫度與時(shí)間
            ·   延伸反應(yīng)通常在72℃下進(jìn)行。
            ·   Taq酶的延伸時(shí)間大約為15~30秒/kb DNA;
            ·    產(chǎn)物小于1 kb時(shí),建議延伸時(shí)間為30~60秒;
            ·    產(chǎn)物大于3 kb或反應(yīng)超過30個(gè)循環(huán)時(shí),可能需要更長的延伸時(shí)間。
             
            典型的循環(huán)條件:
            預(yù)變形94℃ 2 分鐘
            94℃ 30秒,
            55℃ 30秒,
            72℃ 1分鐘/1 kb,25~30個(gè)循環(huán)
            72℃ 5分鐘
             

            注:上述反應(yīng)條件適用于普通Taq DNA聚合酶催化的PCR反應(yīng)。當(dāng)DNA模板富含GC、具有復(fù)雜二級(jí)結(jié)構(gòu)、低濃度或產(chǎn)物>5 kb時(shí)可能需要改變相應(yīng)條件

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