周德良，刘明坤，叶锋

基于介观量子理论的最佳PCR引物浓度计算

周德良，刘明坤，叶锋

（北京旌准医疗科技有限公司，北京 100176）

对PCR反应体系而言，引物浓度过高或过低对反应体系都存在严重的影响，只有合理的浓度区间才能对整个反应高效有序地进行发挥重要的作用.降低PCR引物间的量子效应有利于提高引物间PCR反应的独立性和确定性，故粒子自由程至少是相位关联长度的10倍，并由此可以得到引物反应浓度的上限；粒子非弹性散射的最大自由程是粒子运动的极限自由程，依此可以得到引物反应浓度的下限，从而确定了引物的有效浓度区间；引物浓度-扩增效率曲线一般呈单峰分布，利用黄金分割法可以精准、迅速地确定引物最佳浓度。基于上述计算方法，长20、25、30 nt的引物有效浓度区间分别为0.027～5.280、0.019～7.310、0.015～9.461 umol·L-1。引物有效浓度区间及最佳浓度对PCR反应体系的反应效率与速率、PCR产物质量等具有决定性的作用，而应用理论方法确定它们将对理论指导实验具有重要的意义。

量子相干长度；相位关联长度；引物量子浓度；黄金分割法；PCR

量子力学是研究微观粒子（如电子、原子、分子等）运动规律及其性质的物理理论，通过该理论可以获知物质的原子结构、分子结构、分子间作用力、电子运动规律等，从而可以对物质的物理性质、化学性质以及它们的微观变化进行探索。利用量子力学方法可以直接对生物大分子进行计算[1-4]，由此可以得到生物大分子的基本性质与属性，从而可以对分子间相互作用力[5-6]、电子结构反应活性[7-9]、生物大分子构象与功能等进行分析，进而获得微观体系下微观粒子的运动规律及相关属性。……