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另外，还有不少学者研究了半导体纳米材料对PCR体系的抑制作用。早期有学者将微米级的硅颗粒以及表面经过处理的硅加入到PCR体系中[38，39]，发现微米级的硅对PCR过程有较明显的抑制作用。王玮等[40]将纳米级的硅引入PCR体系中，探讨了表面氧化程度不同的硅纳米颗粒对PCR扩增的抑制作用及其机理。实验结果表明，随着硅材料表面积与PCR反应体系体积比的增大，核酸扩增效率明显下降；并且在所研究的范围内，表面氧化程度越高的硅纳米颗粒对PCR的抑制作用越强。对抑制作用机理的初步研究表明， 硅纳米颗粒对PCR反应液中Taq酶的吸附是导致抑制现象产生的主要原因。而对模板的吸附对PCR的影响较小，而且，硅纳米颗粒本身对PCR没有明显的直接化学抑制作用。
李世强等[41]考察了在避光条件下，锐钛矿型纳米TiO2对PCR体系的影响，结果表明，纳米TiO2对PCR体系有抑制作用。随着纳米TiO2量的增加，对DNA合成的抑制也越强，且抑制作用强于微米级的TiO2。将预先分别与纳米TiO2作用的聚合酶、引物和模板加入到PCR体系中，聚合酶的上层清液、引物的沉淀、模板的上层清液与沉淀均有 DNA的合成，但合成量均小于纳米TiO2直接加入PCR的DNA的合成量。他们认为在避光下，锐钛矿型纳米TiO2抑制DNA合成的主要原因是纳米TiO2具有高的比表面积，对聚合酶、引物和模板存在较强的吸附作用， 对引物的吸附作用最强，对聚合酶的吸附最弱。
3 总结与展望
将纳米材料引入到聚合酶链反应中，可以同时发挥纳米材料和DNA的优点，极大地拓宽PCR技术的应用范围。将纳米材料用于PCR体系中，提高了PCR的特异性，增加了产量；拓宽了PCR的退火温度范围，使PCR在低至25 ℃时也能退火；有利于小片段DNA的扩增；可以代替缓冲液中Mg2＋的作用。
预计今后的相关研究将会侧重于以下几个方面：（1) 寻找有利于大片段DNA扩增的纳米材料。目前研究发现纳米金对PCR的促进作用是更有利于小片段DNA（1 kb以下)的扩增。而在实际应用中，大片段DNA的扩增非常重要。现在基因克隆研究中，长片段以及超长片段DNA（10 kb以上)的扩增还不能取得满意的效果，主要原因是酶在PCR较高的变性温度下（94 ℃)长时间的工作，会出现活性降低甚至失活，因此研究纳米材料对PCR变性温度的影响具有重要意义。通过纳米材料来降低PCR的变性温度或者增强聚合酶的耐高温性质来实现长片段扩增的理想效果，是今后的一个研究方向；（2) 寻找新的纳米材料来实现聚合酶的可控定量供应。细胞内有一整套参与反应的分子数量的定量控制体系，尤其是各种生物酶。而在PCR中，模板呈指数增长，对各反应组分尤其是聚合酶的需求也在变化，聚合酶不足会降低DNA的合成量，过量又易引发非特异扩增。通过纳米材料来调控PCR过程中聚合酶的量，将有望解决现在PCR技术中存在的若干问题；（3) 使用人工纳米材料将聚合酶和PCR的其它各反应成分连接起来，使其充分接触反应，从而提高PCR反应效率；（4)根据PCR体系各种抑制剂的作用机制的不同，引入表面修饰有各种官能团的人工纳米材料，与各种抑制剂反应，消除其对PCR体系的负面影响医.学.全.在.线www.lindalemus.com。
【参考文献】
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