How is Hot-Start Technology Beneficial For Your PCR?

非特异性扩增是显著影响 PCR 性能的主要问题之一,它会导致一个或多个问题:靶标扩增子产量低、靶标扩增子的检测灵敏度降低、解读结果不可靠、下游应用效果差。

非特异性扩增的一个常见来源是 DNA 聚合酶对错配序列的延伸和引物二聚体的形成。避免非特异性扩增的一个方法是在冰上制备 PCR 反应混合物。 较低的温度有助于降低 DNA 聚合酶的活性;然而,在 PCR 开始之前,仍可能合成出非目标产物。另一种解决方法是使用热启动 DNA 聚合酶。热启动修饰抑制了 DNA 聚合酶在室温下的活性,防止了非特异性扩增的假条带。


热启动技术的优点是什么?

  • 防止引物结合到同源性低的模板序列上进行延伸(错配)
  • 在反应体系配置过程中防止引物相互结合之后的延伸(形成引物二聚体)
  • 增加靶片段的灵敏性和产量
  • 在高通量或自动化液体处理平台上进行 PCR 体系配置,因为反应在室温下稳定,不会影响特异性

热启动技术是如何工作的?

热启动 PCR 方法使用酶修饰剂,如化学基团、抗体、Affibody 分子(亲合体)或适体(aptamer)。最常用的两种方法是化学修饰和抗体修饰。虽然它们在室温下都能抑制聚合酶的活性,但它们之间有一些关键的区别。

热启动技术特点注意事项
化学修饰
聚合酶与化学基团共价连接,在室温下阻断酶的活性。

示例:AmpliTaq Gold DNA 聚合酶
  • 通常比其他热启动方法更严格
  • 可逐渐激活酶
  • 不含动物源成分
  • 聚合酶完全激活需要更长的激活时间
  • 通常不可能达到酶的完全激活
  • 可影响超过 3kb 靶标的扩增
抗体
聚合酶在其活性部位被抗体结合,在室温下阻断酶的活性。

示例:DreamTaq 热启动 DNA 聚合酶Platinum II Taq热启动DNA 聚合酶Platinum SuperFi II DNA 聚合酶
  • 由于抗体不会改变聚合酶,所以酶的特性与非热启动版本相似
  • 利用 PCR 初始变性步骤来激活聚合酶的激活时间短
  • 激活后酶活性完全恢复
  • 抗体可能为动物来源
  • 反应中存在较高水平的外源蛋白(如抗体)
亲合体(Affibody) 分子
聚合酶在其活性部位被 Affibody 分子(α螺旋肽)结合,在室温下阻断酶的活性。

示例:Phire Hot Start II DNA 聚合酶Phusion Hot Start II DNA 聚合酶
  • 反应中存在较少的蛋白质(与抗体修饰相比) 
  • 激活时间短
  • 不含动物源性成分
  • 可能不如基于抗体的方法那么严格
  • 反应体系配制后可能不能保证长时间的室温稳定性
适体(Aptamer)
聚合酶在其活性部位被适体(寡核苷酸)结合,在室温下阻断酶的活性。
  • 激活时间短
  • 不含动物源性成分
  • 可能不那么严格,可能导致非特异性扩增
  • 反应体系配制后可能不能保证长时间的室温稳定性。
  • 对于Tm较低的引物可能不适用(由于激活温度低且激活过程可逆)

仅供科研使用,不可用于诊断目的。