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2.3 磁性纳米粒子对PCR体系的影响
Shen等[27，32]研究了将引物共价键合到SiO2包覆的γ-Fe2O3磁性纳米粒子表面的PCR。实验结果表明，引物连接到γ-Fe2O3磁性纳米粒子表面，在合适的条件下，PCR反应能顺利进行。当一条引物（上游引物或下游引物)连接在γ-Fe2O3磁性纳米粒子表面，而另一条引物（下游引物或上游引物)未连接时，PCR几乎不受退火温度的影响；但当两条引物都连接在γ-Fe2O3磁性纳米粒子表面时，PCR受退火温度的影响较大。在一定温度范围内，退火温度越高，PCR产物特异性越好。而且，将引物与磁性纳米粒子连接，产生了新的基于磁性纳米粒子的不对称PCR和对称PCR。一条引物连接到磁性纳米粒子表面的不对称PCR扩增可以产生大量磁性纳米粒子-单链DNA复合物，由于单链DNA产物连接在磁性纳米粒子的表面，所以利用外磁场作用可以很容易地将其分离；而两条引物均连接到磁性纳米粒子表面的对称PCR扩增，产生了一种生产纳米结构聚合物的新方法。
2.4 纳米碳对PCR体系的影响
2.4.1 纳米碳管对PCR体系的影响 Cui等[33]发现单壁碳纳米管（SWNTS)能对PCR产生积极的影响。当SWNTS浓度小于3 g/ L时，能增加PCR扩增的产量；而当SWNTS浓度大于3 g/L时，又会抑制PCR反应。此外，SWNTS还可以在一定程度上模拟PCR缓冲液中Mg2+的重要作用。当PCR反应液中没有Mg2+时，加入SWNTS能得到与Mg2+存在时相似的效果，PCR的产量没有太大的差别，都是在SWNTS浓度为3 g/L时得到最大产量。为了探求实验的机理，他们将SWCNTS分别与DNA、Taq酶进行了孵育，结果发现这些反应成分聚集在SWCNTS周围，能更好的接触而发生反应，因而能提高PCR的效率，增加PCR反应的产量。当SWNTS浓度过高时，因其对PCR反应成分的过多连接而破坏了DNA，Tag酶以及引物的反应条件，从而抑制了PCR反应。而且通过X-射线电子光谱图分析发现，在PCR反应后，SWCNTS的结合能增加，说明其与DNA模板、Taq聚合酶发生了强烈的反应，SWCNTS与PCR各反应成分发生了电子转移，充当了电子受体和聚合酶的稳定剂。
2.4.2 纳米碳粉对PCR体系的影响 Zhang等[34]发现纳米碳粉（CNP)的水悬浮溶液能提高重复PCR和长片段PCR扩增的特异性。在没有CNP的情况下，重复PCR在第4轮扩增就开始出现非特异性条带。第5和第6轮扩增出现了明显的拖尾，几乎没有目标条带。而加入适量的CNP悬浮液后，PCR即使到了第6轮扩增也能得到单一的目标条带。同时，在长片段PCR扩增中加入CNP悬浮液可以使拖尾现象显著减少，非特异条带逐渐消失。但是，CNP的浓度必须在一定范围内才会有效，浓度太低不能有效提高PCR的特异性，浓度过高又会抑制PCR反应。原子力显微镜结果说明CNP与双链DNA之间存在潜在的结合力，因此反应的机理可能是这种结合力减少了引物与DNA模板之间的错配以及引物二聚体的产生，因而可以提高PCR的特异性。但过高浓度的CNP会产生过高的结合力，又会阻碍PCR的反应。但是CNP对PCR有这样的影响，还有可能是CNP与DNA聚合酶发生了相互作用，反应机理尚需进一步探讨。
2.4.3 富勒烯（C60)对PCR反应的抑制作用 张捷等[35]研究了富勒烯(C60)对PCR的影响。随着C60浓度的增加，PCR扩增被显著抑制。C60一方面会抑制DNA聚合酶的活性，且浓度越高，抑制作用越大，另一方面又会损伤DNA单链模板，降低DNA单链模板起始浓度，从而造成PCR产物量的降低。他们认为，这是C60与DNA聚合酶的酶活性位点发生了相互作用，导致DNA聚合酶活性降低，同时C60还会结合到DNA单链模板上，干扰引物、底物与模板之间的精确配对，另外，C60可在PCR实验条件下活化生成多种活性氧或自由基，进而造成DNA聚合酶构象的改变以及DNA模板的损伤，抑制了PCR反应的进行。
2.5 半导体纳米材料对PCR体系的影响
Nie等[36]发现表面带氨基的SiO2包覆的四足状ZnO纳米结构能提高PCR扩增的产量。由SiO2包覆的四足状ZnO，当表面有氨基修饰并且加入量由0.01 μg逐渐增大到0.5 μg时，PCR产物的量不断增多；当加入量＞0.5 μg时，PCR产物的量却不再增加。表面修饰了氨基的ZnO纳米结构在一定浓度范围内能提高PCR扩增的产量。当表面没有氨基修饰，ZnO纳米结构的量≤0.06 μg时，PCR产物的量变化不大；而当ZnO纳米结构的量≥0.12 μg时，PCR产物的量减少。其反应机理还不明确医.学.全.在.线www.lindalemus.com。
Wang等[37]考察了表面修饰了羧基的CdTe量子点对PCR体系特异性的影响。实验结果表明，在不同的退火温度下，CdTe量子点能提高PCR体系的特异性，而且在扩增短片段时，量子点对PCR体系特异性的提高比扩增长片段时提高的更明显。同时，CdTe量子点不能提高PCR的效率。CdTe量子点可以作为常规PCR的优化因子，尤其是对多重PCR，因而可以拓宽PCR的应用范围，同时也对基因诊断具有重要的意义。他们认为反应机理可能有两方面：（1)与金纳米粒子相似，CdTe量子点模拟了体内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，从而显著降低了DNA复制过程中引物和模板的错配，有利于提高PCR的特异性；（2) CdTe量子点可能与DNA聚合酶发生了相互作用，聚合酶吸附到量子点的表面，使PCR体系中聚合酶的有效浓度降低，从而有利于目标产物的产生，提高了PCR的特异性。但随着量子点的不断增多，聚合酶浓度不断降低，当聚合酶浓度小于特异扩增需要的有效浓度时，量子点的加入又会对PCR产生抑制作用。
