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使用Oligo 6和Primer Premier 5.0等软件设计PCR引物张新宇（中国医科院肿瘤研究所，北京100021）电子邮件: ********************在当今分子生物学研究中，PCR技术已成为使用最多，最广泛的技术之一。
而引物设计是PCR技术中至关重要的一环。
在PCR扩增以前，一般模板序列已被全部或部分确定。
要想扩增出理想的目的片断，一般都得通过正确设计PCR引物。
也有的人不经过设计直接取模板序列的两个片段作为引物，这样很可能导致实验失败，如扩增出多条带（引发错配所致），不出目的带或出目的带很弱（引物引发效率低下），引物二聚体带（引物与引物之间形成稳定二聚体）等等。
现在PCR引物设计都通过计算机软件进行。
生物信息学发展至今日，具有引物设计功能的软件有很多，其中大部分是免费软件，可直接从网上下载，安装并运行。
这类软件大都简单易用，但其引物设计功能一般不很强，通过它们设计的引物常常不尽如人意，而专门进行引物设计的商业版软件功能强大，但使用起来不太容易。
本文就这一问题进行探讨。
引物设计的原则引物设计有几条基本原则：首先引物要跟模板紧密结合，其次引物与引物之间不能有稳定的二聚体或发夹结构存在，再次引物不能在别的非目的位点引起DNA聚合反应(即错配)。
围绕这几条基本原则，设计引物需要考虑诸多因素，如引物长度（primer length），产物长度（product length），序列Tm值(melting temperature)，ΔG值(internal stability)，引物二聚体及发夹结构（duplex formation and hairpin），错误引发位点（false priming site），引物及产物GC含量（composition），有时还要对引物进行修饰，如增加限制酶切点，引进突变等。
以使用Oligo软件分析设计引物为例，笔者总结出以下的要点：1.引物的长度一般为15-30bp，常用的是18-27bp，但不能大于38，因为过长会导致其延伸温度大于74℃，即Taq酶的最适温度。
一、引物设计step by step1、在NCBI上搜索到目的基因，找到该基因的mRNA，在CDS选项中，找到编码区所在位置，在下面的origin中，Copy该编码序列作为软件查询序列的候选对象。
2、用Primer Premier5搜索引物①打开Primer Premier5，点击File-New-DNA sequence, 出现输入序列窗口，Copy目的序列在输入框内（选择As），此窗口内，序列也可以直接翻译成蛋白。
点击Primer，进入引物窗口。
②此窗口可以链接到“引物搜索”、“引物编辑”以及“搜索结果”选项，点击Search按钮，进入引物搜索框，选择“PCR primers”，“Pairs”，设定搜索区域和引物长度和产物长度。
在Search Parameters里面，可以设定相应参数。
一般若无特殊需要，参数选择默认即可，但产物长度可以适当变化，因为100～200b p的产物电泳跑得较散，所以可以选择300～500bp.③点击OK，软件即开始自动搜索引物，搜索完成后，会自动跳出结果窗口，搜索结果默认按照评分（Rating）排序，点击其中任一个搜索结果，可以在“引物窗口”中，显示出该引物的综合情况，包括上游引物和下游引物的序列和位置，引物的各种信息等。
④对于引物的序列，可以简单查看一下，避免出现下列情况：3’不要出现连续的3个碱基相连的情况，比如GGG或CCC，否则容易引起错配。
此窗口中需要着重查看的包括：T m应该在55～70度之间，GC％应该在45％～55％间，上游引物和下游引物的T m值最好不要相差太多，大概在2度以下较好。
该窗口的最下面列出了两条引物的二级结构信息，包括，发卡，二聚体，引物间交叉二聚体和错误引发位置。
若按钮显示为红色，表示存在该二级结构，点击该红色按钮，即可看到相应二级结构位置图示。
最理想的引物，应该都不存在这些二级结构，即这几个按钮都显示为“None”为好。
但有时很难找到各个条件都满足的引物，所以要求可以适当放宽，比如引物存在错配的话，可以就具体情况考察该错配的效率如何，是否会明显影响产物。
NCBI使⽤教程--qPCR引物设计NCBI设计qPCR引物主要⽤到Primer designing tool⼀/打开基因序列页⾯⼆/点击Pick Primers，跳转到到Primer designing tool的页⾯到Primer designing tool的页⾯。
*如果已经有了基因的序列，可以不通过基因查找页⾯，直接进⼊Primer designing tool。
具体的⼊⼝是NCBI——BLAST——Primer-Blast。
三/根据公式对将设计出的引物进⾏参数设计① PCR Template通过查找序列转到Primer designing tool的，那么在PCR Template栏中则会⾃动出现您的基因的编号，⽐如对于human β-actin来讲，其mRNA的页⾯点击Pick Primer之后，PCR Template 栏中会出现其对应编号：NM_001101.3。
如果是直接进⼊Primer designing tool界⾯，则需要将⽬的基因的编号或者序列粘贴进该框中。
在右侧的Range栏中，可以设定正反向引物的结合范围。
② Primer Parameters引物参数栏中，前两⾏是引物的序列栏，⽤于对已有的引物进⾏特异性分析，在设计引物的过程中并不会⽤到，因此留空即可。
在PCR product size⼀⾏中，可以设定PCR引物的扩增产物长度范围，对于qPCR来讲，范围设为50~250时结果⽐较精确，可以先设定⼀个较⼩的范围，如80~150，如果该范围内没有设计出⽐较好的引物，则可以返回扩⼤产物⼤⼩范围。
# of primers to return是指软件设计引物的数量(如果有的话)，默认为10对。
引物的Tm值⼀⾏中，可以设定引物的最⼤、最⼩和最佳Tm值，以及正反向引物Tm的最⼤差值。
对于qPCR来讲，默认的即为最佳Tm值60°C，不需做任何修改。
③ Exon/intron selection在抽提RNA的过程中，样本中的基因组DNA污染会显著影响最终的结果，虽然可以使⽤DNase I进⾏处理将RNA样本中的中DNA降解掉，但是很难保证DNA降解完全。
利用软件PrimerPremier5.0进行PCR引物设计的研究利用软件PrimerPremier5.0进行PCR引物设计的研究引言：PCR (Polymerase Chain Reaction) 是一种广泛应用于分子生物学和基因工程领域的技术，通过引物（primers）的选择和设计，能够扩增特定的DNA片段。
PCR引物设计的质量和合理性对PCR扩增的成功与否起着至关重要的作用。
PrimerPremier5.0 是一款被广泛使用的引物设计软件，具有许多功能，可以辅助研究人员选择高质量的引物。
本文旨在研究和探讨利用PrimerPremier5.0软件进行PCR引物设计的方法和优势。
方法：1. 引物设计目标：在PCR实验中，为了获得准确和高效的扩增结果，引物设计时需要考虑以下几个因素：- 引物长度：通常情况下，引物的长度应在18到30个碱基对之间。
- GC含量：GC含量应尽量控制在40%到60%之间，过高或过低都会影响引物的特异性和扩增效率。
- 引物间的互补性：引物之间应避免互补性或三联体结构的形成，以避免非特异性扩增。
- 引物的熔解温度(Tm)：引物的Tm值应接近，以确保特异性扩增。
2. PrimerPremier5.0软件的使用：- 安装并启动PrimerPremier5.0软件。
- 导入所需扩增区域的目标序列。
- 在软件中设置引物的参数，如长度、GC含量和Tm值等。
- 执行引物设计程序，软件会根据设置的参数，自动在目标序列中搜索合适的引物。
结果与讨论：通过PrimerPremier5.0软件的使用，可以高效地选择到符合设计要求的引物。
软件会根据设定的参数，自动搜索并筛选出多个候选引物。
1. 引物长度：为了确保引物能够与模板DNA进行特异性结合，通常将引物长度设定在18到30个碱基对之间。
经过软件筛选后，可得到一组长度适当的引物。
2. GC含量：合适的GC含量可以提高引物的稳定性和特异性。
软件会自动根据设定的GC含量范围，筛选出具有适当GC含量的引物。
引物设计软件Oligo使用方法介绍荧光定量PCR仪|荧光定量PCR基因扩增仪作为目前最好、最专业的引物设计软件，Oligo的功能很强，在这里我们介绍它的一些主要功能，如：普通引物对的搜索、测序引物的设计、杂交探针的设计以及评估引物对质量等等。
在正式进行引物设计前，我们首先面临的一个任务就是向Oligo程序导入模板序列，根据不同的实验情况，导入模板有三种方法：1、直接用键盘输入：a、点击file菜单中的New Sequence 浮动命令，或直接点击工具栏中的New Sequence命令，进入序列展示窗口；b、此时即可键入DNA序列；c、如果需要的话，Oligo提供碱基回放功能，在边键入时边读出碱基，防止输入错误。
点击Edit菜单中的“Readback on”即可。
2、利用复制和粘贴：当我们序列已经作为TXT文件存在或其它oligo不能直接open的文件格式，如word文件。
html 格式，这个功能就显得很有用了。
在相应文件中复制序列后在序列展示窗口粘贴，oligo会自动去除非碱基字符。
当序列输入或粘贴完成后，点击Accept/Discard菜单中的Accept浮动命令，即可进入引物设计模式。
3、如果序列已经保存为Seq格式或者FASTA,GenBank格式时，oligo就可以直接打开序列文件。
点击File菜单中的“Open”浮动命令，找到所需文件，打开即可。
进入引物设计模式后，oligo一般会弹出三个窗口，分别是6-碱基频率窗口，碱基退火温度窗口以及序列内部碱基稳定性窗口，其中的退火温度窗口是我们引物设计的主窗口，其它的两个窗口则在设计过程中起辅助作用，比如6-碱基频率窗口可以使我们很直观地看到所设计引物在相应物种基因组中的出现频率，如果我们的模板是基因组DNA或混合DNA 时，该信息就显得有用了，而内部稳定性窗口则可以显示引物的5‘端稳定性是否稍高于3’端等。
一、普通引物对的搜索：以Mouse 4E（cDNA序列）为例。
PCR中如何设计引物引言PCR（聚合酶链式反应）是一种常用的分子生物学技术，它能够在体外扩增DNA片段。
设计合适的引物是PCR反应成功的关键。
本文将介绍PCR中如何设计引物的一般原则和方法。
引物设计的原则引物设计应遵循以下原则：1.引物长度：引物长度通常在18到30个碱基对之间，较短的引物可能导致非特异性扩增，而较长的引物则可能增加非特异性结合的风险。
2.Tm值：引物的熔解温度（Tm值）应该相似，通常要在50°C到65°C之间。
这样能够确保引物在PCR反应的温度范围内稳定结合到DNA模板上。
3.特异性：引物应与目标DNA序列保持高度特异性的碱基互补配对，以避免非特异性扩增。
可以使用序列比对软件来确保引物的特异性。
4.无自身互补和剩余互补：引物自身及与它们自身或其他引物的互补序列不应该存在，避免引物形成二聚体或非特异性扩增的可能性。
5.区段选择：引物的选择应基于目标DNA序列上的特定区段，通常位于基因的保守区域或功能位点上。
引物设计的步骤以下是PCR引物设计的一般步骤：步骤一：目标序列分析对于需要扩增的目标DNA序列，首先进行详细的分析。
包括确定目标DNA序列的起始和终止位置，以及预测目标DNA序列的理论大小。
步骤二：引物设计软件的选择选择一种引物设计软件，常见的有Primer3、Primer-BLAST等。
这些软件可以根据一些参数，如Tm值、引物长度等，自动生成一组可能的引物序列。
步骤三：引物选择与比对使用引物设计软件生成的引物序列，根据上述引物设计的原则，选择一组最佳的引物。
然后，使用引物设计软件进行序列比对，确保引物的特异性。
步骤四：引物合成购买选定的引物序列，并选择可靠的引物合成商进行合成。
结论合理设计的引物对PCR反应的成功非常重要。
在PCR中设计引物时，需要考虑引物长度、Tm值、特异性、互补性等原则，并通过引物设计软件进行分析和比对，最终选择最佳的引物序列。
这样可以确保PCR反应的特异性和可靠性。
