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另外，還有不少學者研究了半導體納米材料對PCR體系的抑制作用。早期有學者將微米級的硅顆粒以及表面經(jīng)過處理的硅加入到PCR體系中[38，39]，發(fā)現(xiàn)微米級的硅對PCR過程有較明顯的抑制作用。王瑋等[40]將納米級的硅引入PCR體系中，探討了表面氧化程度不同的硅納米顆粒對PCR擴增的抑制作用及其機理。實驗結果表明，隨著硅材料表面積與PCR反應體系體積比的增大，核酸擴增效率明顯下降；并且在所研究的范圍內(nèi)，表面氧化程度越高的硅納米顆粒對PCR的抑制作用越強。對抑制作用機理的初步研究表明， 硅納米顆粒對PCR反應液中Taq酶的吸附是導致抑制現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因。而對模板的吸附對PCR的影響較小，而且，硅納米顆粒本身對PCR沒有明顯的直接化學抑制作用。
李世強等[41]考察了在避光條件下，銳鈦礦型納米TiO2對PCR體系的影響，結果表明，納米TiO2對PCR體系有抑制作用。隨著納米TiO2量的增加，對DNA合成的抑制也越強，且抑制作用強于微米級的TiO2。將預先分別與納米TiO2作用的聚合酶、引物和模板加入到PCR體系中，聚合酶的上層清液、引物的沉淀、模板的上層清液與沉淀均有 DNA的合成，但合成量均小于納米TiO2直接加入PCR的DNA的合成量。他們認為在避光下，銳鈦礦型納米TiO2抑制DNA合成的主要原因是納米TiO2具有高的比表面積，對聚合酶、引物和模板存在較強的吸附作用， 對引物的吸附作用最強，對聚合酶的吸附最弱。
3 總結與展望
將納米材料引入到聚合酶鏈反應中，可以同時發(fā)揮納米材料和DNA的優(yōu)點，極大地拓寬PCR技術的應用范圍。將納米材料用于PCR體系中，提高了PCR的特異性，增加了產(chǎn)量；拓寬了PCR的退火溫度范圍，使PCR在低至25 ℃時也能退火；有利于小片段DNA的擴增；可以代替緩沖液中Mg2＋的作用。
預計今后的相關研究將會側(cè)重于以下幾個方面：（1) 尋找有利于大片段DNA擴增的納米材料。目前研究發(fā)現(xiàn)納米金對PCR的促進作用是更有利于小片段DNA（1 kb以下)的擴增。而在實際應用中，大片段DNA的擴增非常重要。現(xiàn)在基因克隆研究中，長片段以及超長片段DNA（10 kb以上)的擴增還不能取得滿意的效果，主要原因是酶在PCR較高的變性溫度下（94 ℃)長時間的工作，會出現(xiàn)活性降低甚至失活，因此研究納米材料對PCR變性溫度的影響具有重要意義。通過納米材料來降低PCR的變性溫度或者增強聚合酶的耐高溫性質(zhì)來實現(xiàn)長片段擴增的理想效果，是今后的一個研究方向；（2) 尋找新的納米材料來實現(xiàn)聚合酶的可控定量供應。細胞內(nèi)有一整套參與反應的分子數(shù)量的定量控制體系，尤其是各種生物酶。而在PCR中，模板呈指數(shù)增長，對各反應組分尤其是聚合酶的需求也在變化，聚合酶不足會降低DNA的合成量，過量又易引發(fā)非特異擴增。通過納米材料來調(diào)控PCR過程中聚合酶的量，將有望解決現(xiàn)在PCR技術中存在的若干問題；（3) 使用人工納米材料將聚合酶和PCR的其它各反應成分連接起來，使其充分接觸反應，從而提高PCR反應效率；（4)根據(jù)PCR體系各種抑制劑的作用機制的不同，引入表面修飾有各種官能團的人工納米材料，與各種抑制劑反應，消除其對PCR體系的負面影響醫(yī).學.全.在.線m.gydjdsj.org.cn。
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