[发明专利]组合纳米材料优化PCR的方法

说明书

技术领域：

本发明涉及生物技术领域，尤其是一种组合纳米材料优化PCR的方法。

背景技术：

PCR即聚合酶链式反应，又称体外酶促基因扩增，是一种在体外模拟DNA体内复制的基因扩增技术，该技术由K.Mullis于1985年发明，能在耐热DNA聚合酶的作用及特异性引物的引导下，在很短的时间里就能在一个试管内实现基因的大量复制，一般来说，在数小时内就可以将目的基因扩增至百万倍。

在过去的20多年的时间里，PCR技术在不断进步和发展中逐渐成熟，形成了一套完整的技术体系。常规PCR技术因操作简便以及成功率很高的特性在遗传学、微生物学乃至整个生命科学领域的研究中都得到了广泛应用。目前PCR技术仍存在着不少缺点，如扩增的副反应多、扩增产物的产量少、保真度不高等，虽然近年来越来越多的功能强大的引物设计软件被开发出来，但高特异性引物只是提高PCR反应效率的一个方面，而反应体系及反应条件进行优化组合则是解决这一问题的关键。多年来各国科学家的研究成果发现，通过向PCR反应体系中添加一定量的添加剂可以在不同程度上减少或消除副反应的发生，这些添加剂包括DMSO，Betain，BSA，甘油，Tween-20，NP-40，甲酰胺等，但这些添加剂都有各自的局限性，在各种不同的情况下效果差异也很大，因此开发更多更新的PCR反应优化剂是发展PCR技术过程中一项很重要的工作。在后基因组时代基因扩增技术还有很大的改进空间，比如目前没有人可以很简便地扩增100kb长度的DNA序列。

近年来，纳米技术与生物技术的结合越来越紧密，纳米材料作为一种新型的PCR优化剂已经得到应用。在2004年15期的Nanotechnology杂志上，Daxiang Cui等人首次对单壁碳纳米管(SWCNT)作为新型的PCR增效剂做了初步的探讨。在2005年9月的《德国应用化学》杂志上，Haikuo Li等人首次报道了应用胶体金作为PCR优化剂的研究。在全球范围内应用纳米技术改进基因扩增技术还处于早期阶段，大量的纳米材料值得用来探索增进PCR效率的新方法。

据检索，发现有两篇专利与本专利申请相关，其中专利CN101240265公开了一种耐热聚合酶的优化方法，其包括下列步骤：①可优化的耐热聚合酶及其活性单位：根据DNA产物量随聚合酶浓度增大变化的曲线来选择；②确定优化剂纳米金的用量：得到具有有效优化作用的纳米金的用量与耐热聚合酶活性单位用量之间的比例；③耐热聚合酶的优化：根据步骤②比例来混合耐热聚合酶及纳米金。专利CN101134975涉及纳米碳粉提高聚合酶链式反应(PCR)扩增效果的优化方法，该方法是在现有的PCR扩增方法基础上通过向体系中添加一定量的纳米碳粉来实现的。

经过比较，上述两个专利与本专利有本质区别，取得的效果有显著差异。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种使用简便、成本低、易于掌握的组合纳米材料优化PCR的方法，本方法采用纳米材料与有机试剂结合的组合物来提高核酸聚合酶链式反应扩增目的基因的特异性，优化效果明显。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种组合纳米材料优化PCR的方法，步骤包括：

(1)组合纳米材料的制备；

(2)PCR体系的配置；

(3)组合纳米材料加入到PCR体系中；

(4)PCR条件的设定与运行；

(5)PCR产物检测；

所述组合纳米材料包括纳米材料和有机试剂，所述纳米材料的终浓度0.1-2.0ug/ul，所述有机试剂的终浓度5-15％(V/V)。

而且，所述纳米材料包括非金属纳米材料、纳米金属材料、有机纳米材料中的一种或者两种以上的混合物。

而且，所述纳米材料的最佳备用浓度为10mg/mL。

而且，所述纳米金属材料为胶体HAuCl₄，其粒径10nm，在体系终浓度为0.001％(W/V)。

而且，所述有机试剂包括乙二醇或1，2-丙二醇。

而且，所述的PCR包括常规PCR、低拷贝数DNA扩增、长片段PCR、复杂模板PCR、高GC含量的PCR或反复扩增的PCR，以及含有较多重复序列的DNA片段的扩增。

本发明的优点和有益效果是：

本发明作为纳米技术与生物技术结合的新成果，与现有技术相比，本发明通过向扩增体系中添加一定量的纳米材料及有机试剂来实现扩增目的基因的特异性，效果非常明显，且应用成本低、使用简便、易于掌握。

附图说明