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2 纳米材料对PCR体系的影响
2.1 金纳米粒子对PCR体系的影响
Li等[23]将10 nm的金纳米粒子作为一种新型的优化剂添加到PCR体系中，考察了金纳米粒子对PCR特异性的影响。实验结果发现，当金纳米粒子的浓度介于0.4～0.8 nmol/L之间时，随着金纳米粒子浓度的不断增高，PCR的特异性越来越好；但当金纳米粒子浓度大于1.0 nmol/L时，PCR的特异性又被抑制。而且，加入金纳米粒子在保持PCR产量和特异性的前提下，可以拓宽PCR体系的退火温度范围，退火温度即使低至25 ℃，PCR仍具有较好的特异性。Li等[23]认为金纳米粒子模拟了体内DNA复制过程中单链结合蛋白SSB的作用，选择性地结合了单链DNA，而不是双链DNA，从而显著降低了DNA复制过程中引物和模板的错配。此前，Perales等[24]通过模拟生物体内的扩增策略，成功地将耐热的SSB蛋白引入到PCR体系中，提高了PCR的特异性。
Vu等[25]深入探讨了金纳米粒子对PCR体系特异性的影响。发现金纳米粒子的作用不是增加PCR的特异性，而是更有利于小片段产物的产生，抑制大片段产物的产生，不论该小片段产物是特异性产物还是非特异性产物。而且，随着金纳米粒子浓度的增加，这种作用越来越明显。他们认为金纳米粒子能促进小片段的扩增，是因为纳米金与聚合酶发生了非特异性结合，是表面化学作用起到重要作用医.学.全.在.线www.med126.com。
Li等[26]研究了13 nm的金纳米粒子对PCR体系效率的影响。实验表明，金纳米粒子能使PCR体系的产量提高104～106倍，反应时间越短，金纳米粒子对PCR体系产量的提高就越明显。而且，相同量的金纳米粒子对不同升降温速度的PCR体系的影响不同。与不加金纳米粒子的PCR体系相比，金纳米粒子对升/降温速度为20 ℃/S的实时PCR产量的提高可高达104倍， 而对升/降温速度为2 ℃/S的普通PCR体系， 金纳米粒子对其产量的提高只有5～10倍，PCR体系的热循环越快，金纳米粒子对PCR产量的提高就越大。Li等[26]认为，金具有良好的热传导性，改善了快速升降温PCR体系的热传导性，有利于模板与引物更高效的配对，从而提高了PCR的产量，优化了PCR体系。
对于金纳米粒子与PCR各参数的相互作用，文献[27，28]报道了引物共价键合到金纳米粒子表面的PCR。结果表明，一条引物（上游引物或者下游引物)或者两条引物连接到金纳米粒子上，在一定范围内，退火温度对PCR体系几乎没有影响，PCR特异性均较好。
米丽娟等[29]研究PCR体系中纳米金与DNA聚合酶的相互作用机制时发现，过量的纳米金之所以会抑制PCR扩增，是因为纳米金与聚合酶发生了相互作用。若提高聚合酶用量，可有效消除金纳米粒子的这种抑制作用。在PCR体系中，纳米金通过与游离的DNA聚合酶的可逆结合，动态调节聚合酶的浓度，进而影响PCR的扩增结果。但该机理仅从纳米金与聚合酶的相互作用出发，考虑到PCR体系的复杂性，纳米金还有可能与模板、引物等发生了复杂的相互作用，更为确切的调控机制有待深入研究。
纳米金还可以优化PCR的扩增策略。 Pan等[30]研究基于纳米金的多轮扩增发现，由于纳米金可以抑制PCR的非特异扩增，可以将PCR的有效扩增极限推到第7轮，即使在第6轮扩增中也能得到单一明亮的目标条带。而在常规PCR多轮扩增中，无论对DNA模板如何稀释，有效扩增只能进行到第3轮，且随着扩增轮数的增加，目标产物的量也呈下降趋势。纳米金辅助的PCR再扩增和多轮扩增在一定程度上可取代巢式PCR，避免了巢式PCR需要设计两对引物的繁琐。实验还发现，表面修饰了BPS、茎环DNA、以及Triton-100的金纳米粒子，虽然表面性质发生了改变，但是仍然能提高PCR的特异性和产量。
2.2 银纳米粒子对PCR体系的影响
王群等[31]探讨了银纳米粒子对PCR体系长片段DNA反复扩增的特异性的影响。实验结果表明，对长度为3~6 kb的较长片段基因，银纳米粒子在一定程度上保持了其PCR反复扩增的特异性；而对10 kb以上更长片段的反复扩增，银纳米粒子对其特异性的影响比较小。他们认为，可能是银纳米粒子性改善了常规PCR体系溶液的导热性能，缩短了整个体系达到温度平衡所用的时间，从而抑制了非特异扩增；也可能是银纳米粒子与不同状态DNA分子发生了选择性结合，从而提高了扩增的特异性医.学.全.在.线www.med126.com。
