揭秘PCR添加剂：如何让DNA扩增更高效？

作用机理：

DMSO在PCR反应中主要通过降低DNA的二级结构稳定性来发挥作用。具体来说，DMSO能够与DNA链上的水分子发生相互作用，减少水分子与DNA链的氢键结合，从而降低DNA的熔解温度（Tm）。这种作用使得DNA链在较低的温度下就能发生解链，有利于引物与模板DNA的结合和DNA聚合酶的延伸。

      然而，DMSO也会降低Taq聚合酶的活性。因此，在使用DMSO时需要在模板接近率和聚合酶活性之间找到平衡。过高的DMSO浓度可能会抑制PCR反应，而过低的浓度则可能无法充分发挥其降低DNA二级结构的作用。

优化建议：

      尝试不同的DMSO浓度（如2%到10%），以找到最适合自己实验的浓度。注意在调整DMSO浓度的同时观察PCR反应的特异性和产量变化。

考虑DMSO对PCR反应其他成分（如dNTPs、引物等）的潜在影响，并相应地进行优化调整。

2、甜菜碱

作用机理：

      甜菜碱（Betaine）是一种渗透压保护剂，在PCR反应中通过减少DNA二级结构的形成来提高扩增效率。具体来说，甜菜碱能够与DNA链上的负电荷基团发生相互作用，降低DNA链间的静电斥力，从而减少DNA二级结构的形成。这种作用使得DNA链在PCR反应过程中更容易被引物结合和聚合酶延伸。

      此外，甜菜碱还能提高PCR反应的特异性。它能够通过消除DNA融化/变性时对碱基对组成的依赖来减少非特异性扩增的发生。这使得甜菜碱在扩增富含GC的DNA序列时尤为有效。

使用建议：

      使用甜菜碱或一水甜菜碱作为PCR添加剂，而不是盐酸甜菜碱。因为盐酸甜菜碱可能会影响PCR反应的pH值从而影响酶的活性。

推荐的甜菜碱浓度范围为1-1.7M，具体浓度需根据实验条件进行优化。在添加甜菜碱时注意控制其浓度以避免对PCR反应产生负面影响。

3、非离子性洗涤剂（如Triton X-100、Tween 20、NP-40）

作用机理：

      非离子性洗涤剂在PCR反应中主要通过降低DNA的二级结构稳定性来发挥作用。它们能够与DNA链上的水分子和脂质分子发生相互作用，破坏DNA链间的疏水相互作用和氢键结合，从而降低DNA的熔解温度（Tm）。这种作用使得DNA链在PCR反应过程中更容易发生解链和引物结合。

      然而，非离子性洗涤剂也可能带来非特异性扩增的问题。因为它们可能会与DNA或引物发生非特异性结合从而干扰PCR反应的特异性。因此在使用非离子性洗涤剂时需要谨慎控制其浓度以避免非特异性扩增的发生。

使用建议：

      常用的非离子性洗涤剂包括Triton X-100、Tween 20和NP-40等。它们的使用浓度通常为0.1-1%左右，具体浓度需根据实验条件进行优化。

在使用非离子性洗涤剂时注意观察PCR反应的特异性和产量变化，并根据需要进行调整。

作用机理：

      甲酰胺是一种有机溶剂，在PCR反应中通过降低DNA双螺旋的稳定性来发挥作用。甲酰胺能够与DNA中的大沟和小沟相结合，破坏DNA链间的氢键和疏水相互作用从而降低DNA的解链温度（Tm）。这种作用使得DNA链在较低的温度下就能发生解链和引物结合从而有利于PCR反应的进行。

      甲酰胺还能够促进引物与模板DNA的特异性结合减少非特异性扩增的发生。此外甲酰胺还能够提高PCR反应的扩增效率使得反应在较短的时间内就能获得足够的产物量。

使用建议：

     甲酰胺在PCR实验中的使用浓度通常为1%-5%左右具体浓度需根据实验条件进行优化。

注意甲酰胺对PCR反应其他成分的潜在影响如与dNTPs的竞争性结合以及与模板DNA和引物的结合能力等并相应地进行优化调整。

2、四甲基氯化铵（TMAC）

作用机理：

      TMAC在PCR反应中主要通过增加杂化的特异性来发挥作用。它能够与DNA链上的负电荷基团发生相互作用形成一层电荷屏蔽层从而减少DNA链间的静电斥力使得引物与模板DNA的结合更加稳定。这种作用使得PCR反应在较高的退火温度下也能保持引物与模板的特异性结合从而减少非特异性扩增的发生。

      此外TMAC还能够提高DNA的解链温度使得DNA链在更高的温度下才能发生解链这有助于减少在PCR反应过程中因温度波动而引起的非特异性扩增。

使用建议：

      TMAC在PCR反应中的常用浓度为15-100mM左右具体浓度需根据实验条件进行优化。在使用简并引物进行PCR反应时建议添加TMAC以提高反应的特异性。注意TMAC对PCR反应其他成分的潜在影响如与dNTPs的竞争性结合以及与模板DNA和引物的结合能力等并相应地进行优化调整。

作用机理：

DMSO在PCR反应中主要通过降低DNA的二级结构稳定性来发挥作用。具体来说，DMSO能够与DNA链上的水分子发生相互作用，减少水分子与DNA链的氢键结合，从而降低DNA的熔解温度（Tm）。这种作用使得DNA链在较低的温度下就能发生解链，有利于引物与模板DNA的结合和DNA聚合酶的延伸。

      然而，DMSO也会降低Taq聚合酶的活性。因此，在使用DMSO时需要在模板接近率和聚合酶活性之间找到平衡。过高的DMSO浓度可能会抑制PCR反应，而过低的浓度则可能无法充分发挥其降低DNA二级结构的作用。

优化建议：

      尝试不同的DMSO浓度（如2%到10%），以找到最适合自己实验的浓度。注意在调整DMSO浓度的同时观察PCR反应的特异性和产量变化。

考虑DMSO对PCR反应其他成分（如dNTPs、引物等）的潜在影响，并相应地进行优化调整。

作用机理：

      镁离子是DNA聚合酶（如Taq聚合酶）的辅因子，对于维持酶的活性和稳定性至关重要。在PCR反应中，镁离子主要参与以下几个方面：

      酶活性维持：镁离子与DNA聚合酶的活性中心结合，帮助酶维持其催化功能。没有镁离子的存在，DNA聚合酶将失去活性，无法进行DNA链的延伸。

      dNTPs结合：镁离子还参与dNTPs（脱氧核糖核苷三磷酸）与DNA链的结合过程。在DNA合成过程中，dNTPs在镁离子的作用下与DNA链的3'端羟基发生亲核攻击，形成磷酸二酯键，从而实现DNA链的延伸。

      特异性调控：镁离子的浓度对PCR反应的特异性有显著影响。适当的镁离子浓度有助于引物与模板DNA的特异性结合，减少非特异性扩增和引物二聚体的形成。然而，过高的镁离子浓度可能增加非特异性扩增的风险，而过低的浓度则可能导致反应不完全。

优化建议：

       根据实验条件（如模板DNA浓度、引物浓度、dNTPs浓度等）优化镁离子的浓度。常见的镁离子浓度范围为1.0到4.0mM，中间间隔0.5–1mM进行尝试。注意镁离子与其他PCR成分的相互作用，如与dNTPs的竞争性结合，以及与模板DNA和引物的结合能力等。

牛血清白蛋白（BSA）

作用机理：