使用说明

工具简介

本工具为PCR引物设计辅助软件,无需安装,打开即用。引物设计器与RACE引物设计模块由 Primer3 后端驱动,提供更专业的引物设计算法。基因序列仅在设计时发送至后端服务器进行计算,其余模块(参数计算器、引物库等)仍在浏览器本地运行。

功能概览

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PrimerBank查询

人/小鼠基因直接查询哈佛大学已验证引物库,优先推荐使用。

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NCBI Primer-BLAST

调用NCBI官方工具进行引物设计与基因组特异性验证一体化。

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引物参数计算器

输入已有引物序列,快速评估Tm值、GC含量、引物二聚体等关键参数。

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引物设计器

粘贴任意物种的基因序列,设置参数后自动生成候选引物对。

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RACE引物设计

5' RACE和3' RACE基因特异性引物(GSP)设计,支持巢式PCR引物对。

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我的引物库

保存、管理、导出设计好的引物,支持CSV格式下载。

各模块使用步骤

1
PrimerBank查询

选择物种(Human/Mouse)→ 选择搜索类型(Gene ID/Gene Symbol等)→ 输入关键词 → 点击搜索 → 在下方查看结果

2
NCBI Primer-BLAST

输入模板序列或Accession → 选择物种和参数 → 点击提交 → 在新标签页查看NCBI设计/验证结果

3
引物参数计算器

输入Forward和Reverse引物序列 → 实时自动计算所有参数 → 根据推荐范围评估引物质量

4
引物设计器

粘贴基因序列(支持FASTA格式)→ 调整参数(可选)→ 点击"开始设计" → 查看候选引物对 → 保存或复制

5
RACE引物设计

选择RACE类型(5'或3')→ 粘贴已知cDNA序列 → 点击"设计RACE引物" → 获取外层/巢式GSP引物

6
引物特异性验证

设计好引物后 → 使用NCBI Primer-BLAST验证 → 确认无其他基因组位点非特异性匹配

参数含义速查表

参数含义推荐范围
Tm(解链温度)引物与模板解链50%时的温度55-65°C,上下游差值≤3°C
GC含量引物中G/C碱基所占比例40-60%
引物长度引物寡核苷酸链长度18-25 bp
产物大小PCR扩增产物的长度qPCR推荐100-300 bp
3'端稳定性引物3'末端的结合稳定性末端建议为G/C,避免连续A/T

设计原则简要说明

  • 特异性优先:引物应尽量只匹配目标序列,避免非特异性扩增
  • 平衡配对:上下游引物的Tm差值应控制在3°C以内
  • 末端稳定:3'端最后5个碱基GC含量建议为40-60%,且末端碱基最好为G或C
  • 避免重复:避免引物内部出现连续4个以上的相同碱基重复(如AAAA、GGGG)
  • 人/小鼠首选:人/小鼠基因强烈建议先查PrimerBank,使用已验证引物
  • 特异性验证:新设计的引物建议使用NCBI Primer-BLAST进行基因组特异性验证,避免非特异性扩增

PrimerBank 查询

查询哈佛大学MGH已验证的人/小鼠PCR引物库

提示:常用示例:Human GAPDH (Gene ID: 2597), Mouse Gapdh (Gene ID: 14433)

NCBI Primer-BLAST

NCBI官方引物设计与基因组特异性验证工具使用指南

工具简介

NCBI Primer-BLAST 是NCBI官方提供的在线引物设计工具,基于 Primer3 算法,并整合了 BLAST 基因组比对功能。它可以在设计引物的同时自动检查引物在目标基因组中的特异性,有效避免非特异性扩增。

适用场景:非人/小鼠物种的引物设计,或人/小鼠基因需要验证引物基因组特异性时使用。

使用步骤

1
准备模板

复制目标基因的序列(FASTA格式或纯序列),或记录好 GenBank Accession Number(如 NM_002046.7)

2
打开 NCBI Primer-BLAST

点击下方"打开 NCBI Primer-BLAST"按钮进入官网,在 "PCR template" 区域粘贴序列或输入 Accession

3
设置引物参数(可选)

如需验证已有引物,在 "Primer Parameters" 中填入 Forward / Reverse 序列;如需重新设计,留空让工具自动生成

4
设置特异性参数
参数建议设置
Database选择对应物种基因组数据库,如 "Genomes for selected organisms (primary assembly only)"
Organism输入物种学名限定范围,如 Homo sapiens 或 Mus musculus
Specificity check勾选 "Search for primer pairs specific to the intended PCR template"
Max target size设定最大产物大小,超出范围的匹配将被忽略
5
提交并查看结果

点击 "Get Primers" 提交,等待分析完成后查看特异性报告。理想结果为仅1个预期靶标匹配,无其他基因组位点匹配

引物参数计算器

输入引物序列,自动计算Tm、GC含量、分子量等参数

引物设计器

粘贴基因序列,自动生成候选引物对(支持任意物种)

长度:0 bp GC含量:0% 有效碱基:0 bp

参数设置

▾

RACE 引物设计

5' RACE / 3' RACE 基因特异性引物(GSP)设计

什么是 RACE?

RACE(Rapid Amplification of cDNA Ends,cDNA末端快速扩增)是一种用于获取全长cDNA的技术。根据目标不同分为:

  • 5' RACE:获取cDNA的5'端未知序列。需要设计正向GSP引物,与通用接头引物配对进行PCR。
  • 3' RACE:获取cDNA的3'端未知序列(含polyA尾)。需要设计反向GSP引物,与oligo(dT)通用引物配对进行PCR。
使用提示:输入已知的部分cDNA序列(编码区或保守区),工具将自动从序列的相应末端设计2对巢式GSP引物(外层 + 内层)。
长度:0 bp GC含量:0% 有效碱基:0 bp

参数设置

▾

我的引物库

保存和管理设计好的引物,支持导出CSV

名称 物种/来源 Forward (5'→3') Reverse (5'→3') 产物大小 Tm 创建时间 操作

引物特异性验证

使用NCBI Primer-BLAST验证引物特异性

为什么需要验证特异性?

  • 引物可能与基因组中其他区域非特异性结合,导致假阳性扩增产物
  • 对于多基因家族、假基因丰富的靶标,特异性验证必不可少
  • qPCR实验对特异性要求更高,非特异性产物会影响Ct值和定量准确性

NCBI Primer-BLAST 使用步骤

1
访问 NCBI Primer-BLAST

点击下方的"打开 NCBI Primer-BLAST"按钮,或直接访问 https://www.ncbi.nlm.nih.gov/tools/primer-blast/

2
输入PCR模板

在 "PCR template" 区域粘贴目标基因序列,或输入GenBank Accession Number(如 NM_002046.7)

3
输入引物序列

在 "Primer Parameters" → "Forward primer" 和 "Reverse primer" 中分别填入要验证的引物序列(5'→3'方向)

4
设置关键参数
参数建议设置
Database选择对应物种基因组数据库,如 "Genomes for selected organisms (primary assembly only)"
Organism输入物种学名限定范围,如 Homo sapiens 或 Mus musculus
Specificity check勾选 "Search for primer pairs specific to the intended PCR template"
Primer Tm与你设计的引物Tm参数保持一致
Max target size设定最大产物大小(超出此范围的匹配将被忽略)
5
提交并查看结果

点击 "Get Primers" 按钮提交,等待分析完成后查看特异性报告

结果解读

结果类型说明处理方式
✅ 理想结果 仅显示1个预期靶标匹配,无其他基因组位点匹配 引物特异性良好,可直接使用
⚠ 可接受结果 有其他匹配但产物大小差异显著(如预期200bp,其他匹配>1000bp) 可通过琼脂糖凝胶电泳区分,qPCR中熔解曲线也可区分
❌ 不可接受 有多个相似大小产物匹配 需重新设计引物
特别注意:检查是否有匹配到mRNA的其他剪接变体。若研究需要区分特定isoform,需额外评估引物是否跨越特定外显子-内含子边界。

外部工具链接

推荐使用的在线引物设计相关工具