DNA / RNA 拷贝数在线计算(质粒标准品、qPCR、ddPCR)
做 qPCR 绝对定量要先有一条标准曲线,而标准曲线的横坐标是拷贝数, 不是浓度。两者之间的换算只有一步——把质量换成分子数:
拷贝数/µL = 浓度(ng/µL) × 10⁻⁹ × 6.022×10²³ / (长度 × 每单位分子量)
10⁻⁹ 是 ng 转 g,6.022×10²³ 是阿伏伽德罗常数。
每单位分子量取多少,是这个计算里唯一有争议的地方:
| 核酸类型 | 常用取值 | 出处 |
|---|---|---|
| 双链 DNA | 650 g/mol per bp | NCBI 与 URI 的拷贝数计算沿用此值 |
| 双链 DNA | 660 g/mol per bp | 部分厂商计算器(含 Thermo Fisher)用此值 |
| 单链 DNA | 约 330 g/mol per nt | 双链值的一半 |
| RNA | 约 340 g/mol per nt | 尿嘧啶与核糖使其略重于 ssDNA |
650 与 660 之间差约 1.5%,在拷贝数上就是 1.5% 的系统偏差。 同一个项目里必须自始至终用同一个值,否则不同批次的标准曲线之间无法比较。
需要提醒的是:本站的核酸浓度换算工具在 ng↔pmol 换算里用的是 660, 因为那是 pmol 换算的通行惯例;而拷贝数计算的通行惯例是 650。 这两个惯例确实不一致,本工具默认 650 并允许你改,选哪个都请在项目里保持一致。
比常数更容易出错的三件事:
- 长度要用整条模板的长度。 质粒标准品要算整个质粒的长度(骨架 + 插入片段), 不是扩增子长度——你稀释的是完整质粒分子。只有当模板是纯 PCR 产物时才用扩增子长度。
- 线性化不改变拷贝数,但会改变扩增效率。 环状超螺旋质粒作标准品会低估拷贝数 (扩增效率低于线性模板),做绝对定量前应先酶切线性化。
- 标准品浓度必须用荧光染料法测(Qubit/PicoGreen),不要用 A260。 A260 会把游离核苷酸和 RNA 一起算进去,直接抬高你算出的拷贝数。
低拷贝端还有泊松分布的限制:稀释到平均每管 1 个拷贝时, 约 37% 的管子里其实一个都没有。标准曲线最低点建议不低于每反应 10 拷贝。
常见问题
质粒标准品的长度填质粒全长还是扩增子长度?
填质粒全长(骨架加插入片段)。你稀释的是完整质粒分子,每个分子只贡献一个拷贝。只有模板是纯化的 PCR 产物时才填扩增子长度。
650 和 660 该用哪个?
拷贝数计算的通行惯例是 650(NCBI、URI),部分厂商计算器用 660。两者差约 1.5%。选哪个都行,但同一个项目必须自始至终用同一个值,否则不同批次的标准曲线无法比较。
为什么标准品要线性化?
环状超螺旋质粒的扩增效率低于线性模板,直接用会低估拷贝数。线性化不改变分子数,但让扩增效率与待测样本可比。
标准曲线最低点能到多少?
建议不低于每反应 10 个拷贝。再低受泊松分布支配——平均 1 拷贝/管时约 37% 的管子是空的,重复孔之间会出现无法解释的跳动。