DNA 融解溫度計算器

分類：生物學
- 2025年4月11日
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DNA 熔解溫度計算器

使用各種方法計算 DNA 寡核苷酸的熔解溫度 (Tm)。

DNA 序列

長度： 0 bp
GC 含量： 0%

計算方法

μM

顯示選項

關於 DNA 熔解溫度

DNA 熔解溫度 (Tm) 是指 50% 的 DNA 分子變性、氫鍵斷裂，從雙鏈轉變為單鏈狀態的溫度。

計算方法
  • 基本 (Wallace) 方法： 短序列的簡單經驗法則。
    • Tm = 2°C × (A+T) + 4°C × (G+C)
    其中 A、T、G 和 C 是各自核苷酸的數量。
  • 最近鄰法： 考慮相鄰碱基對之間的相互作用。
    • Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c/4)) - 273.15
    其中 ΔH 是焓，ΔS 是熵，R 是氣體常數，c 是引物濃度。
  • 鹽調整法： 考慮鹽濃度對穩定性的影響。
    • Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) - 600/length
    這是較長序列的常見公式。
影響熔解溫度的因素
  • GC 含量： 較高的 GC 含量因 G-C 對之間的三個氫鍵而增加 Tm，相對於 A-T 對之間的兩個氫鍵
  • 序列長度： 較長的序列具有較高的 Tm 值
  • 鹽濃度： 較高的離子強度穩定 DNA 雙鏈，增加 Tm
  • pH： 酸性或鹼性條件可能影響氫鍵的穩定性
  • 碱基不配對： 非互補碱基降低熱穩定性
應用

了解 DNA 熔解溫度對許多分子生物學技術至關重要：

  • PCR： 設計具有適當 Tm 值的引物
  • 雜交： 設定 DNA 或 DNA-RNA 雜交的條件
  • 探針設計： 創建用於 DNA 檢測測試的探針
  • DNA 測序： 優化測序反應的條件
  • CRISPR-Cas9： 設計有效的引導 RNA
最佳退火溫度

對於 PCR 和其他擴增技術，退火溫度通常設置在引物 Tm 的 5-10°C 以下，以確保有效的雜交同時保持特異性。

什麼是 DNA 熔解溫度計算器？

DNA 熔解溫度計算器是一個工具，幫助估算 DNA 鏈分離成兩條單鏈的溫度。這個溫度稱為熔解溫度（Tm）。它是許多涉及 DNA 的實驗室技術中的一個重要因素，例如 PCR（聚合酶鏈反應）、雜交和探針設計。

通過輸入 DNA 序列並選擇幾種計算方法之一，該工具提供 Tm 值並建議實驗的最佳退火溫度。

使用的公式

基本（Wallace）方法：
Tm = 2°C × (A + T) + 4°C × (G + C)
最近鄰法：
Tm = ΔH / (ΔS + R × ln(c / 4)) − 273.15
鹽調整法：
Tm = 81.5 + 16.6 × log₁₀[Na⁺] + 0.41 × (%GC) − 600 / length

如何使用計算器

使用計算器非常簡單和直觀。以下是開始的步驟：

  • 在提供的文本框中輸入您的 DNA 序列（5' 到 3'）。
  • 選擇計算方法：
    • 基本（Wallace）： 適用於短序列（少於 14 個鹼基）。
    • 最近鄰法： 對於較長或複雜的序列更準確。
    • 鹽調整法： 考慮溶液中的鹽濃度。
  • 如果使用鹽調整法，請輸入鹽濃度（mM）。
  • 設置引物濃度（μM）（用於最近鄰法）。
  • 使用複選框選擇是否顯示公式細節和互補鏈。
  • 點擊 計算 Tm 以查看結果。

示例計算

以下是一些示例輸入及您可以從計算器中預期的結果：

示例 1：使用基本方法的短序列

  • DNA 序列： ATGCATGCATGC
  • 方法： 基本（Wallace）
  • 結果 Tm： 36°C
  • 退火溫度： 31°C

示例 2：使用最近鄰法的較長序列

  • DNA 序列： AGTCCGATCGATCGGATCGA
  • 引物濃度： 0.25 μM
  • 方法： 最近鄰法
  • 結果 Tm： ~60.5°C
  • 退火溫度： ~55.5°C

示例 3：鹽調整法

  • DNA 序列： GCGCGCGCGCGC
  • 鹽濃度： 100 mM
  • 方法： 鹽調整法
  • 結果 Tm： ~72.3°C
  • 退火溫度： ~67.3°C

為什麼這個計算器有用

了解 DNA 熔解溫度對於設計成功的分子生物學實驗至關重要。這個計算器通過根據您的特定序列和條件提供快速可靠的 Tm 估算，簡化了這一過程。

主要好處包括：

  • 幫助您選擇 PCR 退火步驟的正確溫度。
  • 提供您的 DNA 序列的 GC 含量和分子量。
  • 可視化 DNA 鏈及其互補對以便更好地理解。
  • 支持不同的方法以適應不同的序列長度和實驗需求。

常見問題解答（FAQ）

什麼是熔解溫度（Tm）？

熔解溫度是樣本中一半的 DNA 分子變為單鏈的點。它反映了 DNA 雙鏈的穩定性。

我應該選擇哪種計算方法？

  • 基本（Wallace）： 最適合短序列（少於 14 個鹼基對）。
  • 最近鄰法： 適合涉及較長序列的更準確計算。
  • 鹽調整法： 在處理較長序列和不同鹽濃度時使用。

什麼是 GC 含量？

GC 含量是指 DNA 序列中鳥嘌呤（G）和胞嘧啶（C）鹼基的百分比。較高的 GC 含量通常意味著較高的 Tm。

什麼是最佳退火溫度？

這是建議的溫度，用於 DNA 引物在 PCR 中與模板鏈結合。通常比 Tm 低 5–10°C。

我可以將此用於 RNA 或混合序列嗎？

不可以，這個工具專門用於 DNA 序列。不支持 RNA 或含有模糊鹼基的序列。

結論

DNA 熔解溫度計算器是研究人員和學生在處理 DNA 時的一個有價值的工具。它簡化了實驗設計的重要部分，提供快速、信息豐富的結果，並提供適合您特定需求的選項。