引物设计原则是什么

1、引物长度一般为15-30bp，常用的为18-27bp，但不能大于38bp；

2、引物GC含量一般为40%-60%，以45-55%为宜，上下游引物GC含量和Tm值要保持接近；

3、引物所对应的模板序列的Tm值最好在72℃左右，至少要在55-80℃之间，Tm值曲线以选取72度附近为佳，5'到 3’的下降形状也有利于引物与模板的结合；

4、引物之间：两个引物之间不应有多于4个的互补或同源碱基，不然会形成引物二聚体，尤应避免3’端的互补重叠。

扩展资料：

引物设计是一小段单链DNA或RNA，作为DNA复制的起始点，在核酸合成反应时，作为每个多核苷酸链进行延伸的出发点而起作用的多核苷酸链，在引物的3′-OH上，核苷酸以二酯链形式进行合成，因此引物的3′-OH，必须是游离的。

ΔG值（自由能）反应了引物与模板结合的强弱程度，3'端的ΔG值相对要低，且绝对值不要超过9，否则不利于正确引发反应，3'末端双链的ΔG值在0--2kcal/mol时，PCR产量几乎达到百分之百，但在-6时只达到40%，-8时少于20%，-10时接近于0。

参考资料来源：百度百科-引物设计

引物设计有 3 条基本原则：

首先引物与模板的序列要紧密互补，其次引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构，再次引物不能在模板的非目的位点引发DNA聚合反应(即错配)。

具体实现这 3 条基本原则需要考虑到诸多因素，如引物长度（primer length），产物长度（product length），序列 Tm 值 (melting temperature)，引物与模板形成双链的内部稳定性(internal stability, 用 ∆G 值反映)。

形成引物二聚体(primer dimer)及发夹结构（duplexformation and hairpin）的能值，在错配位点（false priming site）的引发效率，引物及产物的GC 含量（composition），等等。必要时还需对引物进行修饰，如增加限制性内切酶位点，引进突变等。

一、引物与模板的序列要紧密互补。

二、引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构。

三、再次引物不能在模板的非目的位点引发DNA聚合反应(即错配)。

3.在框的下方有许多可以设定的限制条件,如片段长度,一定包含的片段位置,引物长度,引物退火温度等,你可以进行设定

4.点击"pickup primers"就会出现下一页,上面会列出多种设计,一般来说,第一对引物是最适合的.

同时引物设计和选择目的DNA序列区域时可遵循下列原则：

(1) 引物长度约为16-30bp,太短会降低退火温度影响引物与模板配对,从而使非特异性增高.太长则比较浪费,且难以合成.

(2) 引物中G+C含量通常为40%-60%,可按下式粗略估计引物的解链温度 Tm＝4(G+C)+2(A+T).

(3) 四种碱基应随机分布,在3'端不存在连续3个G或C,因这样易导致错误引发.

(4) 引物3'端最好与目的序列阅读框架中密码子第一或第二位核苷酸对应,以减少由于密码子摆动产生的不配对.

(5) 在引物内,尤其在3'端应不存在二级结构.

两引物之间尤其在3'端不能互补,以防出现引物二聚体,减少产量.两引物间最好不存在4个连续碱基的同源性或互补性.

(7) 引物5'端对扩增特异性影响不大,可在引物设计时加上限制酶位点、核糖体结合位点、起始密码子、缺失或插入突变位点以及标记生物素、荧光素、地高辛等.通常应在5'端限制酶位点外再加1-2个保护碱基.

引物不与模板结合位点以外的序列互补.所扩增产物本身无稳定的二级结构,以免产生非特异性扩增,影响产量.

(9) 简并引物应选用简并程度低的密码子,例如选用只有一种密码子的Met,3'端应不存在简并性.否则可能由于产量低而看不见扩增产物.

引物设计和探针设计（即荧光探针）有3点不同，相关介绍具体如下：

一、两者的用途不同：

1、引物设计的用途：用于PCR扩增技术。

2、探针设计的用途：用于标记待定的核苷酸片断，用与特异性地、定量地检测核酸的量。

二、两者的实质不同：

1、引物设计的实质：一小段单链DNA或RNA，在核酸合成反应时，作为每个多核苷酸链进行延伸的出发点而起作用的多核苷酸链。

2、探针设计的实质：在紫外-可见-近红外区有特征荧光，并且其 荧光性质（激发和发射波长、 强度、寿命、 偏振等）可随所处环境的性质，如极性、折射率、粘度等改变而灵敏地改变的一类荧光性分子。

三、两者的原则不同：

1、引物设计的原则：

（1）长度：15—30bp，其有效长度[Ln=2(G十C)十(A十T)]一般不大于38，否则PCR的最适延伸温度会超过Taq酶的最佳作用温度(74度)，从而降低产物的特异性。

（2）G十C含量：应在40%一60%之间，PCR扩增中的复性温度一般较Tm值低等于引物的Tm值减去5—10度。引物长度小于20时，其Tm恒等于4×(G十C)十2×(A十T)。

（3）碱基分布的随机性：应避免连续出现4个以上的单一碱基。尤其是不应在其3’端出现超过3个的连续G或C，否则会使引物在G十C富集序列区错误引发。

（4）引物自身：不能含有自身互补序列，否则会形成发夹样二级结构。

（5）引物之间：两个引物之间不应有多于4个的互补或同源碱基，不然会形成引物二聚体，尤应避免3’端的互补重叠。

（6）上下游引物的互补性：一个引物的3‘末端序列不允许结合到另一个引物的任何位点上。

（7）3’末端：如果可能的话，每个引物的3‘末端碱基应为G或C。

（8）引物应当超出限制性内切酶识别位点至少3个核苷酸。

2、探针设计原则：

（1）靶基因的确定：选择检测组共有的基因以避免检测的假阴性（漏检）。

（2）检测片段的确定：选择检测组内的保守（突变少）（避免假阴性）、组间特异的序列（突变多）（避免假阳性）作为引物探针的设计位置。片段长度70-150bp。

（3）引物：长度17-25bpGC含量30-80%；退火温度（Tm值）58-60℃；避免稳定的引物二聚体（特别是多联检测）及发夹结构（自由能大于-3.5kc/m）；序列不能出现连续的G，3’端避免G或C，最后5个碱基内避免两个以上的G或C。

（4）探针：长度20-30bp（Taqman）或16-25bp（MGB）；GC含量30-80%；Tm值为68-70℃；避免稳定的二聚体及发夹结构（自由能大于-3.5kc/m）；5’端不能是G；位置尽量靠近上游引物；选择波长差异较大（多联检测）或Fam（单联检测）的荧光标记。

参考资料来源：百度百科-引物设计

参考资料来源：百度百科-引物设计原理

参考资料来源：百度百科-荧光探针

引物设计原则

1、长度：15—30bp，其有效长度[Ln=2(G十C)十(A十T)]一般不大于38，否则PCR的最适延伸温度会超过Taq酶的最佳作用温度(74度)，从而降低产物的特异性。

2、G十C含量：应在40%一60%之间，PCR扩增中的复性温度一般是较低Tm值引物的Tm值减去5—10度。引物长度小于20时，其Tm恒等于4×(G十C)十2×(A十T)。

3、碱基分布的随机性：应避免连续出现4个以上的单一碱基。尤其是不应在其3’端出现超过3个的连续G或C，否则会使引物在G十C富集序列区错误引发。

4、引物自身：不能含有自身互补序列，否则会形成发夹样二级结构。

5、引物之间：两个引物之间不应有多于4个的互补或同源碱基，不然会形成引物二聚体，尤应避免3’端的互补重叠。

6、上下游引物的互补性：一个引物的3‘末端序列不允许结合到另一个引物的任何位点上。

7、3’末端：如果可能的话，每个引物的3‘末端碱基应为G或C。

8、引物应当超出限制性内切酶识别位点至少3个核苷酸。

扩展资料

引物合成

1、是将预先连接在固相载体上的活性基团被保护的核苷酸与三氯乙酸反应，脱去其5′-羟基的保护基团DMT，获得游离的5′-羟基。

2、合成DNA的原料，亚磷酰胺保护核苷酸单体，与活化剂四氮唑混合，得到核苷亚磷酸活化中间体，它的3′端被活化，5′-羟基仍然被DMT保护，与溶液中游离的5′-羟基发生缩合反应。

3、带帽(capping)反应，缩合反应中可能有极少数5′-羟基没有参加反应(少于2%)，用乙酸酐和1-甲基咪唑终止其后继续发生反应，这种短片段可以在后续环节根据实验需要来选择纯化方式分离掉。

4、在氧化剂碘的作用下，亚磷酰形式转变为更稳定的磷酸三酯。

参考资料来源：百度百科—引物设计

引物设计有 3 条基本原则：

引物与模板的序列要紧密互补。

引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构。

再次引物不能在模板的非目的位点引发DNA聚合反应(即错配)。

引物是人工合成的两段寡核苷酸序列，一个引物与目的基因一端的一条DNA模板链互补，另一个引物与目的基因另一端的另一条DNA模板链互补。

在PCR（聚合酶链式反应）技术中，已知一段目的基因的核苷酸序列，根据这一序列合成引物，利用PCR扩增技术，目的基因DNA受热变性后解链为单链，引物与单链相应互补序列结合，然后在DNA聚合酶作用下进行延伸，如此重复循环，延伸后得到的产物同样可以和引物结合。

PCR引物设计的目的是找到一对合适的核苷酸片段，使其能有效地扩增模板DNA序列。如前述，引物的优劣直接关系到PCR的特异性与成功与否。对引物的设计不可能有一种包罗万象的规则确保PCR的成功，但遵循某些原则，则有助于引物的设计。

引物设计有 3 条基本原则：首先引物与模板的序列要紧密互补，其次引物与引物之间避免形成稳定的二聚体或发夹结构，再次引物不能在模板的非目的位点引发DNA聚合反应(即错配)。具体实现这 3 条基本原则需要考虑到诸多因素，如引物长度（primer length），产物长度（product length），序列 Tm 值 (melting temperature)，引物与模板形成双链的内部稳定性(internal stability, 用 ∆G 值反映)，形成引物二聚体(primer dimer)及发夹结构（duplexformation and hairpin）的能值，在错配位点（false priming site）的引发效率，引物及产物的GC 含量（composition），等等。必要时还需对引物进行修饰，如增加限制性内切酶位点，引进突变等。

设计要求

做Real Time时,用于SYBR Green I法时的一对引物与一般PCR的引物,在引物设计上所要求的参数是不同的。引物设计的要求：

避免重复碱基，尤其是G。

Tm=58-60度。

GC=30-80%。

3'端最后5个碱基内不能有多于2个的G或C。

正向引物与探针离得越近越好，但不能重叠。

PCR扩增产物长度： 引物的产物大小不要太大，一般在80-250bp之间都可；80～150 bp最为合适（可以延长至300 bp）。

引物的退火温度要高，一般要在60度以上。

要特别注意避免引物二聚体和非特异性扩增的存在。

而且引物设计时应该考虑到引物要有不受基因组DNA污染影响的能力，即引物应该跨外显子，最好是引物能跨外显子的接头区，这样可以更有效的不受基因组DNA污染的影响。

做染料法最关键的就是寻找到合适的引物和做污染的预防工作。对于引物，你要有从一大堆引物中挑出一两个能用的引物的思想准备---寻找合适的引物非常不容易。

关于BLAST的作用应该是通过比对，发现你所设计的这个引物，在已经发现并在GENEBANK中公开的全部物种基因序列当中，除了和你的目标基因之外，还有没有和其他物种或其他序列当中存在相同的序列，如和你的目标序列之外的序列相同的序列，则可能扩出其他序列的产物，那么这个引物的特异性就很差，从而不能用。

要设计引物首先要找到DNA序列的保守区.同时应预测将要扩增的片段单链是否形成二级结构.如这个区域单链能形成二级结构,就要避开它.如这一段不能形成二级结构,那就可以在这一区域设计引物.

现在可以在这一保守区域里设计一对引物.一般引物长度为15~30碱基,扩增片段长度为100~600碱基对.

让我们先看看P1引物.一般引物序列中G+C含量一般为40%~60%.而且四种碱基的分布最好随机.不要有聚嘌呤或聚嘧啶存在.否则P1引物设计的就不合理.应重新寻找区域设计引物.

同时引物之间也不能有互补性,一般一对引物间不应多于4个连续碱基的互补.

引物确定以后,可以对引物进行必要的修饰,例如可以在引物的5′端加酶切位点序列；标记生物素、荧光素、地高辛等,这对扩增的特异性影响不大.但3′端绝对不能进行任何修饰,因为引物的延伸是从3′端开始的.这里还需提醒的是3′端不要终止于密码子的第3位,因为密码子第3位易发生简并,会影响扩增的特异性与效率.

综上所述我们可以归纳十条PCR引物的设计原则：

① 引物应用核酸系列保守区内设计并具有特异性.

② 产物不能形成二级结构.

③ 引物长度一般在15~30碱基之间.

④ G+C含量在40%~60%之间.

⑤ 碱基要随机分布.

⑥ 引物自身不能有连续4个碱基的互补.

⑦ 引物之间不能有连续4个碱基的互补.

⑧ 引物5′端可以修饰.

⑨ 引物3′端不可修饰.

⑩ 引物3′端要避开密码子的第3位.

PCR引物设计的目的是找到一对合适的核苷酸片段,使其能有效地扩增模板DNA序列.如前述,引物的优劣直接关系到PCR的特异性与成功与否.对引物的设计不可能有一种包罗万象的规则确保PCR的成功,但遵循某些原则,则有助于引物的设计.

1.引物的特异性

引物与非特异扩增序列的同源性不要超过70%或有连续8个互补碱基同源.

2.避开产物的二级结构区

某些引物无效的主要原因是引物重复区DNA二级结构的影响,选择扩增片段时最好避开二级结构区域.用有关计算机软件可以预测估计mRNA的稳定二级结构,有助于选择模板.实验表明,待扩区域自由能（△G°）小于58.6lkJ/mol时,扩增往往不能成功.若不能避开这一区域时,用7-deaza-2′-脱氧GTP取代dGTP对扩增的成功是有帮助的.

3.长度

寡核苷酸引物长度为15~30bp,一般为20~27mer.引物的有效长度：Ln=2（G+C）+（A+T+,Ln值不能大于38,因为>38时,最适延伸温度会超过Taq DNA聚合酶的最适温度（74℃),不能保证产物的特异性.

4.G+C含量

G+C含量一般为40%~60%.其Tm值是寡核苷酸的解链温度,即在一定盐浓度条件下,50%寡核苷酸双链解链的温度,有效启动温度,一般高于Tm值5~10℃.若按公式Tm=4（G+C）+2（A+T）估计引物的Tm值,则有效引物的Tm为55~80℃,其Tm值最好接近72℃以使复性条件最佳.

5.碱基础随机分布

引物中四种碱基的分布最好是随机的,不要有聚嘌呤或聚嘧啶的存在.尤其3′端不应超过3个连续的G或C,因这样会使引物在G+C富集序列区错误引发.

6.引物自身

引物自身不应存在互补序列,否则引物自身会折叠成发夹状结构牙引物本身复性.这种二级结构会因空间位阻而影响引物与模板的复性结合.若用人工判断,引物自身连续互补碱基不能大于3bp.

7.引物之间

两引物之间不应不互补性,尤应避免3′端的互补重叠以防引物二聚体的形成.一对引物间不应多于4个连续碱基的同源性或互补性.

8.引物的3′端

引物的延伸是从3′端开始的,不能进行任何修饰.3′端也不能有形成任何二级结构可能,除在特殊的PCR（AS-PCR）反应中,引物3′端不能发生错配.

在标准PCR反应体系中,用2U Taq DNA聚合酶和800μmol/L dNTP（四种dNTP各200μmol/L）以质粒（103拷贝）为模板,按95℃,25s；55℃,25s；72℃,1min的循环参数扩增HIV-1 gag基因区的条件下,引物3′端错配对扩增产物的影响是有一定规律的.A∶A错配使产量下降至1/20,A∶G和C∶C错七下降至1/100.引物A：模板G与引物G：模板A错配对PCR影响是等同的.

9.引物的5′端

引物的5′端限定着PCR产物的长度,它对扩增特异性影响不大.因此,可以被修饰而不影响扩增的特异性.引物5′端修饰包括：加酶切位点；标记生物素、荧光、地高辛、Eu3+等；引入蛋白质结合DNA序列；引入突变位点、插入与缺失突变序列和引入一启动子序列等.

10.密码子的简并

如扩增编码区域,引物3′端不要终止于密码子的第3位,因密码子的第3位易发生简并,会影响扩增特异性与效率.

特殊目的的引物设计将在有关章节讨论.随着人们对引物的认识,一些引物的计算机设计程序也应运而生,下面将讨论有关引物计算机设计方法.

现有的引物设计软件有primer5.0比较好.