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另外，還有不少學(xué)者研究了半導(dǎo)體納米材料對PCR體系的抑制作用。早期有學(xué)者將微米級的硅顆粒以及表面經(jīng)過處理的硅加入到PCR體系中[38，39]，發(fā)現(xiàn)微米級的硅對PCR過程有較明顯的抑制作用。王瑋等[40]將納米級的硅引入PCR體系中，探討了表面氧化程度不同的硅納米顆粒對PCR擴(kuò)增的抑制作用及其機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著硅材料表面積與PCR反應(yīng)體系體積比的增大，核酸擴(kuò)增效率明顯下降；并且在所研究的范圍內(nèi)，表面氧化程度越高的硅納米顆粒對PCR的抑制作用越強(qiáng)。對抑制作用機(jī)理的初步研究表明， 硅納米顆粒對PCR反應(yīng)液中Taq酶的吸附是導(dǎo)致抑制現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。而對模板的吸附對PCR的影響較小，而且，硅納米顆粒本身對PCR沒有明顯的直接化學(xué)抑制作用。
李世強(qiáng)等[41]考察了在避光條件下，銳鈦礦型納米TiO2對PCR體系的影響，結(jié)果表明，納米TiO2對PCR體系有抑制作用。隨著納米TiO2量的增加，對DNA合成的抑制也越強(qiáng)，且抑制作用強(qiáng)于微米級的TiO2。將預(yù)先分別與納米TiO2作用的聚合酶、引物和模板加入到PCR體系中，聚合酶的上層清液、引物的沉淀、模板的上層清液與沉淀均有 DNA的合成，但合成量均小于納米TiO2直接加入PCR的DNA的合成量。他們認(rèn)為在避光下，銳鈦礦型納米TiO2抑制DNA合成的主要原因是納米TiO2具有高的比表面積，對聚合酶、引物和模板存在較強(qiáng)的吸附作用， 對引物的吸附作用最強(qiáng)，對聚合酶的吸附最弱。
3 總結(jié)與展望
將納米材料引入到聚合酶鏈反應(yīng)中，可以同時(shí)發(fā)揮納米材料和DNA的優(yōu)點(diǎn)，極大地拓寬PCR技術(shù)的應(yīng)用范圍。將納米材料用于PCR體系中，提高了PCR的特異性，增加了產(chǎn)量；拓寬了PCR的退火溫度范圍，使PCR在低至25 ℃時(shí)也能退火；有利于小片段DNA的擴(kuò)增；可以代替緩沖液中Mg2＋的作用。
預(yù)計(jì)今后的相關(guān)研究將會側(cè)重于以下幾個(gè)方面：（1) 尋找有利于大片段DNA擴(kuò)增的納米材料。目前研究發(fā)現(xiàn)納米金對PCR的促進(jìn)作用是更有利于小片段DNA（1 kb以下)的擴(kuò)增。而在實(shí)際應(yīng)用中，大片段DNA的擴(kuò)增非常重要。現(xiàn)在基因克隆研究中，長片段以及超長片段DNA（10 kb以上)的擴(kuò)增還不能取得滿意的效果，主要原因是酶在PCR較高的變性溫度下（94 ℃)長時(shí)間的工作，會出現(xiàn)活性降低甚至失活，因此研究納米材料對PCR變性溫度的影響具有重要意義。通過納米材料來降低PCR的變性溫度或者增強(qiáng)聚合酶的耐高溫性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)長片段擴(kuò)增的理想效果，是今后的一個(gè)研究方向；（2) 尋找新的納米材料來實(shí)現(xiàn)聚合酶的可控定量供應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)有一整套參與反應(yīng)的分子數(shù)量的定量控制體系，尤其是各種生物酶。而在PCR中，模板呈指數(shù)增長，對各反應(yīng)組分尤其是聚合酶的需求也在變化，聚合酶不足會降低DNA的合成量，過量又易引發(fā)非特異擴(kuò)增。通過納米材料來調(diào)控PCR過程中聚合酶的量，將有望解決現(xiàn)在PCR技術(shù)中存在的若干問題；（3) 使用人工納米材料將聚合酶和PCR的其它各反應(yīng)成分連接起來，使其充分接觸反應(yīng)，從而提高PCR反應(yīng)效率；（4)根據(jù)PCR體系各種抑制劑的作用機(jī)制的不同，引入表面修飾有各種官能團(tuán)的人工納米材料，與各種抑制劑反應(yīng)，消除其對PCR體系的負(fù)面影響醫(yī).學(xué).全.在.線payment-defi.com。
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