PCR抑制剂分类与来源分析
2025-12-10 来源:本站 点击次数:4
PCR（聚合酶链式反应）是分子生物学中用于扩增DNA的核心技术，但其成功高度依赖于反应体系的纯净度。许多物质会干扰Taq DNA聚合酶活性、影响引物与模板结合或降低核酸可用性，这些统称为PCR抑制剂。它们广泛存在于各类生物样本及实验环境中，是导致假阴性或扩增失败的重要原因。
抑制剂的分类与具体来源
一、内源性抑制剂（源自样本成分）
这类抑制剂是样本固有的化学或生物成分，常见于复杂生物材料中：
血液：血红蛋白及其代谢产物（如血红素）、免疫球蛋白G（IgG）、乳铁蛋白、尿素等均可抑制Taq酶活性或阻碍引物结合。
粪便：胆盐、胆红素、细菌代谢物及腐殖酸类物质会影响DNA聚合酶构象和功能。
土壤/植物：腐殖酸、单宁酸（丹宁酸）、多糖、酚类化合物等能与DNA或酶结合，干扰扩增。
毛发/皮肤：黑色素可直接与DNA聚合酶或逆转录酶相互作用，抑制其活性。
精液：含有多胺类物质（如精胺、亚精胺），通过与模板DNA结合阻止聚合酶进入。
骨骼/胶原组织：胶原蛋白可通过改变离子环境间接影响PCR 。
二、外源性抑制剂（实验过程中引入）
这些通常来自试剂、耗材或操作不当：
抗凝剂：肝素（>0.15 IU/ml即有抑制作用）和EDTA（螯合Mg²⁺）会直接影响酶活性。
有机溶剂残留：苯酚、氯仿、异丙醇在DNA提取后若未彻底去除，会破坏酶结构。
洗涤剂：SDS（十二烷基硫酸钠）是一种强阴离子去污剂，0.01%即可完全抑制PCR 。
采样器材污染：
手套上的滑石粉可非特异性结合DNA；
离心管、枪头未充分清洗可能导致盐离子或杂质残留。
核酸提取试剂盒中的杂质：硅胶膜残留、高浓度盐离子（Na⁺、Ca²⁺）、乙醇等都可能抑制反应。
建议
为减少PCR抑制剂的影响，建议采取以下措施：
1、使用专用抗抑制剂的改良型Taq聚合酶（如抗多糖型）；
2、在核酸提取阶段优化纯化流程，如采用CTAB法去多酚、蛋白酶K消化去除蛋白类抑制物
3、实验操作中避免使用含滑石粉的手套和肝素抗凝管；
4、必要时可通过稀释模板DNA降低抑制剂浓度；
5、或直接添加PCR抑制剂清除剂到反应体系中。
抑制剂的分类与具体来源
一、内源性抑制剂（源自样本成分）
这类抑制剂是样本固有的化学或生物成分，常见于复杂生物材料中：
血液：血红蛋白及其代谢产物（如血红素）、免疫球蛋白G（IgG）、乳铁蛋白、尿素等均可抑制Taq酶活性或阻碍引物结合。
粪便：胆盐、胆红素、细菌代谢物及腐殖酸类物质会影响DNA聚合酶构象和功能。
土壤/植物：腐殖酸、单宁酸（丹宁酸）、多糖、酚类化合物等能与DNA或酶结合，干扰扩增。
毛发/皮肤：黑色素可直接与DNA聚合酶或逆转录酶相互作用，抑制其活性。
精液：含有多胺类物质（如精胺、亚精胺），通过与模板DNA结合阻止聚合酶进入。
骨骼/胶原组织：胶原蛋白可通过改变离子环境间接影响PCR 。
二、外源性抑制剂（实验过程中引入）
这些通常来自试剂、耗材或操作不当：
抗凝剂：肝素（>0.15 IU/ml即有抑制作用）和EDTA（螯合Mg²⁺）会直接影响酶活性。
有机溶剂残留：苯酚、氯仿、异丙醇在DNA提取后若未彻底去除，会破坏酶结构。
洗涤剂：SDS（十二烷基硫酸钠）是一种强阴离子去污剂，0.01%即可完全抑制PCR 。
采样器材污染：
手套上的滑石粉可非特异性结合DNA；
离心管、枪头未充分清洗可能导致盐离子或杂质残留。
核酸提取试剂盒中的杂质：硅胶膜残留、高浓度盐离子（Na⁺、Ca²⁺）、乙醇等都可能抑制反应。
建议
为减少PCR抑制剂的影响，建议采取以下措施：
1、使用专用抗抑制剂的改良型Taq聚合酶（如抗多糖型）；
2、在核酸提取阶段优化纯化流程，如采用CTAB法去多酚、蛋白酶K消化去除蛋白类抑制物
3、实验操作中避免使用含滑石粉的手套和肝素抗凝管；
4、必要时可通过稀释模板DNA降低抑制剂浓度；
5、或直接添加PCR抑制剂清除剂到反应体系中。
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