免费DNA拷贝数计算器

本工具简介

DNA拷贝数计算器（也称为基因拷贝数计算器、PCR拷贝数计算器或DNA浓度转拷贝数转换器）允许您在DNA或RNA的质量（纳克）与每微升拷贝数之间进行转换。您也可以反向使用：指定所需的拷贝数，获取所需的储备液浓度。该工具支持双链DNA（dsDNA）、单链DNA（ssDNA）和单链RNA（ssRNA），每种核酸类型均有其自身的碱基重量设置。

核心公式

计算器背后的基本方程是：

$\text{Copies/µL} = \frac{C_{\text{DNA}} \times N_A}{l \times 10^{9} \times w}$

其中：

• $C_{\text{DNA}}$ = DNA浓度 (ng/µL)
• $N_A$ = 阿伏伽德罗常数：$6.022 \times 10^{23}$ 分子/摩尔
• $l$ = 模板长度（dsDNA为碱基对，ssDNA/ssRNA为碱基）
• $10^{9}$ = 克到纳克的转换因子 (1 g = $10^{9}$ ng)
• $w$ = 一个碱基（ssDNA/ssRNA）或一个碱基对（dsDNA）的平均分子量，以道尔顿 (Da) 为单位

使用的标准碱基重量

核酸类型	重量 (Da)
ssDNA	330
ssRNA	340
dsDNA	660

这些数值反映了单磷酸脱氧核糖核苷酸（对于ssDNA）、单磷酸核糖核苷酸（对于ssRNA）或碱基对（对于dsDNA）的平均分子质量。

分步应用

1. 从储备液计算拷贝数

示例 (dsDNA):
储备液浓度 = 150 ng/µL, 模板长度 = 4,700,000 bp, dsDNA重量 = 660 Da.

$\begin{aligned}\text{Copies/µL} &= \frac{150 \times 6.022 \times 10^{23}}{4.7 \times 10^{6} \times 10^{9} \times 660} \\& = \frac{9.033 \times 10^{25}}{3.102 \times 10^{18}} \\&\approx 2.91 \times 10^{7}\end{aligned}$

因此，1 µL 此储备液含有约 $2.91 \times 10^{7}$ 个基因组拷贝。

2. 制备稀释工作液

如果您需要 10 µL 浓度为 2,000,000 拷贝/µL 的溶液，计算所需储备液体积：

$\text{Stock volume} = \frac{2,000,000 \times 10}{2.91 \times 10^{7}} \approx 0.68\ \mu\text{L}$

将 0.68 µL 储备液加入到 9.32 µL 水或缓冲液中。

3. RNA 示例

对于浓度为 100 ng/µL、长度为 2,000 碱基的 ssRNA 样本，使用 ssRNA 重量 340 Da：

$\text{Copies/µL} = \frac{100 \times 6.022 \times 10^{23}}{2,000 \times 10^{9} \times 340} \approx 8.86 \times 10^{10}$

PCR 循环后的拷贝数

计算器包含一个部分，用于估计给定PCR循环数后的拷贝数，或达到特定拷贝数所需的循环数。增长模型为指数倍增：

$N = i \times 2^{n}$

• $N$ = $n$ 循环后的拷贝数
• $i$ = 每µL初始拷贝数
• $n$ = 循环数

示例： 从 $1.4 \times 10^{5}$ 拷贝/µL 开始，运行10个循环：

$N = 1.4 \times 10^{5} \times 2^{10} = 1.4 \times 10^{5} \times 1024 \approx 1.43 \times 10^{8} \text{ copies/µL}$

在40个循环后，理论值为 $1.4 \times 10^{5} \times 2^{40} \approx 2.8 \times 10^{46}$ 拷贝/µL。实际上，当试剂受限时反应会达到平台期，因此实际产量较低。

提高PCR扩增效率

要充分利用您的PCR反应并使拷贝数计算更有意义，请考虑以下事项：

• 模板投入量： 推荐范围为每100 µL反应体系 25–100 ng DNA。
• 退火温度： 使用退火温度计算器来微调此参数。
• 引物设计： 检查特异性（例如使用BLAST），并确保正向和反向引物具有相似的熔解温度。
• 试剂完整性： 确认聚合酶、dNTPs和缓冲液工作正常。
• 抑制剂去除： 常见抑制剂包括胆汁盐、血红素（来自血液）、尿素（来自尿液）、病毒转运介质、肝素和福尔马林。可能需要纯化样品。
• 模板纯度： 模板过多会导致非特异性条带；过少则会降低产量。该计算器可帮助您确定最佳用量。