近十几年来,国内外的Long PCR技术一直没有较大的突破。但是随着纳米技术的不断发展,它与生物学的联系也越来越紧密,这也为Long PCR技术的发展提供了一个崭新的视角。由于纳米材料具有表面效应和量子尺寸效应等特性,它可以影响一些诸如蛋白质、核酸分子等生物大分子的结构和功能,所以越来越多的科学家选择使用纳米材料作为Long PCR的增效剂,以解决Long PCR扩增困难的问题。本文首先选择了10Xbuffer体系建立了Long PCR实验模型,对76种碳纳米材料和9种金属纳米材料进行了筛选。然后利用ABC buffer(实验室自主研发试剂盒)和3种细胞核内小分子(肌苷(Inosine)、异亮氨酸(Isoleucine)、尿苷(Uridine))及其最适浓度的组合对4种常规的Long PCR buffer进行了优化,对优化的结果进行进一步的检测,同时建立了第二次筛选纳米材料的Long PCR模型,并对76种碳纳米材料和9种金属纳米材料进行了第二次筛选,并对其结果进行了验证。最后使用实时定量PCR对全部的纳米材料进行了检测。结果表明在10Xbuffer和Barnes9.1ABD体系下,除纳米银外,8种金属纳米材料都有促进PCR反应的作用,其最适浓度为1mg/ml、10mg/ml。而系列碳纳米材料只有在Barnes9.1ABD体系下,才有增效作用,它们是10mg/ml的7号、18号、23号、39号碳纳米材料。ABC buffer对Tricine buffer和Bicine buffer体系有明显的优化作用,而3种核内小分子以及其组合中,肌苷(Inosine)、异亮氨酸(Isoleucine)、尿苷(Uridine)3种小分子最适浓度的组合(简称ABD)对Barnes 9.1有明显的增效作用,经过进一步的验证还发现,Barnes9.1ABD体系在目的片断为20kb以上的扩增中效果也很好,最长可以扩增出30kb的目的产物。经实时定量PCR的检测发现,10mg/ml和1mg/ml的碳纳米材料对荧光有严重的淬灭作用,而金属纳米材料对荧光几乎没有淬灭作用。不同浓度的不同种类的纳米材料对目的片断的Tm值有不同的影响。浓度为1mg/ml的47号碳纳米材料,0.1mg/ml的1、2、8、25、27、28、30、33、47、48、49、55、61、66号碳纳米材料以及10mg/ml的cl-Ag可以降低Ct值,即可以提高扩增效率。本课题筛选出了有增效作用的4种碳纳米材料和8种金属纳米材料,这为后期纳米材料增效作用的进一步研究提供一定的基础。同时,经过小分子ABD组合优化的Barnes 9.1 buffer已经制作成试剂盒投入市场,这将在一定程度上解决Long PCR扩增困难的问题。