Invitrogen Platinum SuperFi DNA Polymerase

Invitrogen Platinum SuperFi II DNA 聚合酶是一种含热启动的校正DNA 聚合酶,可为您的 PCR 扩增提供卓越的保真度和特异性。凭借> 300xTaq的高保真度和可使用60°C 通用引物退火温度的独特缓冲液,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶可为诸如分子克隆测序定点突变等需要高度扩增精确性的 PCR 实验应用提供高效性和便利性。

产品优势

  • 卓越的准确度 ——经NGS测序鉴定,其保真度高出 Taq 保真度 300 倍以上
  • 简化的实验流程——缓冲液经优化可使用60°C的通用引物退火温度(无需计算 Tm
  • 增强的 PCR 成功率——高效扩增高 GC 含量靶标、纯度不佳的 DNA 和长片段序列
  • 兼容自动化——Invitrogen Platinum 热启动技术可确保反应体系配制后24小时的室温稳定性
  • 减少移液步骤——可提供含或不含上样染液的预混液

Customer stories on Platinum SuperFi II enzyme

In virus research, the exceptional high fidelity and robustness of Platinum SuperFi II DNA Polymerase facilitate:

Virus
  • Cloning of viral components for molecular and structural studies
  • Manipulation or mutation of viral and host genes for potential drug targets
  • Creation of recombinant viral and host proteins for vaccine research

See how the enzyme was used in a SARS-CoV-2 research study by Xie X, Muruato A, Lokugamage KG, et al. (2020) An Infectious cDNA Clone of SARS-CoV-2. Cell Host Microbe S1931-3128(20)30231-6.

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的优势

>300x Taq高保真度

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶错配率极低,可确保DNA 序列的高度准确性。经NGS检测,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的相对保真度 超过 Taq DNA 聚合酶的 300 倍。

市售 Taq 酶的条形图标明,Platinum SuperFi II 酶比 Taq 酶的保真度高出 350 倍 。

图 1. 市面上商业供应PCR酶相对于 Taq 酶的保真度比较。 使用不同的 DNA 聚合酶通过 PCR 扩增 3.9kb 的序列,然后用 MuA 转座酶将得到的 PCR 扩增子片段化。在片段化过程中引入了由 12 个随机核苷酸组成的独特分子标签(UMI),以单独标记每个产物。经NGS测序后,将reads与正确序列比对,按照UMI 分组,以此发现扩增中的错误。只有当错误出现在同一UMI标记的所有reads中时,错误才得以识别确认;否则将作为测序错误而被丢弃。以 Taq DNA 聚合酶作为标准来衡量聚合酶的保真度。

视频:什么是高保真 PCR?

了解高保真PCR及其应用。了解如何使用高保真 PCR 酶减少扩增错误。

60°C 通用引物退火

Platinum SuperFi II 缓冲液的独特配方有助于减少 PCR 中繁琐的优化步骤。使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶时,不再需要计算退火步骤的引物解链温度。按照一般的引物设计规则图 2)得到的引物,无论引物序列如何,该创新的缓冲液均能够实现使用60°C的统一引物退火温度。当然如果在退火步骤中使用自己计算的 Tm 时,该缓冲液同样能确保成功进行扩增(数据未显示)。

市售 Taq 酶的条形图标明,Platinum SuperFi II 酶比 Taq 酶的保真度高出 350 倍 。

图2.Platinum SuperFi II DNA 聚合酶在 60°C 的通用退火温度下可获得具有高特异性和高产率的 PCR 产物。使用不同退火温度的引物对在 60°C 退火温度下从 50ng 人基因组 DNA中扩增 12 个靶标。所使用的分子量标准为是 Invitrogen TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder。以上用于 Platinum SuperFi DNA 聚合酶的退火温度是经使用 Tm 计算器计算得到的。

了解退火步骤在 PCR 中的重要性、如何使用特殊 PCR 缓冲液避免反应优化,以及缓冲液使用通用退火温度的优势。

通用扩增方案

由于使用创新型的反应缓冲液,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶可使用通用的退火温度和灵活的延长时间,实现多个PCR反应的同时扩增。

图解说明了在 1 至 2 小时内用一种通用方案同时扩增 3 种不同 PCR 靶标的重复实验。

图 3.借助通用 PCR 扩增方案节约时间和实现不同PCR反应的同时扩增。使用一般的PCR 试剂,扩增每个 DNA 片段都需要特定的扩增方案,这是由于需要不同的引物退火温度和延伸步骤;因此,在同一次 PCR 运行中通常不能将多个靶标一起进行扩增。使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶,可以使用一种通用扩增方案将不同的 PCR反应同时进行扩增,该扩增方案使用60°C通用引物退火温度和按最长片段计算的延伸时间(图 4)。

使用相同的方案用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶扩增不同大小的 PCR 片段的凝胶分析

图 4.Platinum SuperFi II DNA 聚合酶可以实现短片段和长片段的同时扩增。从 100 ng 人类基因组 DNA 中扩增 0.7 kb、2.0 kb、4.8 kb 和 14 kb 片段,均使用相同的扩增方案:98℃ 变性 10 秒,60℃ 退火 10 秒,72℃ 延伸 7 分钟。 延伸时间基于最长片段进行计算。

直接凝胶上样电泳

Platinum SuperFi II Green PCR Master Mix 可实现 PCR 产物直接上样电泳,省去了 PCR 样品中加染料的环节,且有助于减少移液错误。绿色缓冲液与下游实验应用相兼容,包括DNA 测序连接和限制性酶切和连接。

图解步骤说明用 Platinum SuperFi II Green PCR Master Mix 预混液扩增 PCR 产物并将绿色反应混合物分离成蓝色和黄色标记物。

图 5.绿色预混液可实现 PCR 产物直接加样至凝胶中进行分析。Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的预混液可提供含绿色缓冲液的形式,其中包含一种密度试剂和两种示踪染料。借助两种染料(蓝色和黄色),可以在电泳过程中轻松地观察 DNA 条带的迁移(如右图电泳5 分钟和 15 分钟的泳道)。

>300x Taq高保真度

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶错配率极低,可确保DNA 序列的高度准确性。经NGS检测,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的相对保真度 超过 Taq DNA 聚合酶的 300 倍。

市售 Taq 酶的条形图标明,Platinum SuperFi II 酶比 Taq 酶的保真度高出 350 倍 。

图 1. 市面上商业供应PCR酶相对于 Taq 酶的保真度比较。 使用不同的 DNA 聚合酶通过 PCR 扩增 3.9kb 的序列,然后用 MuA 转座酶将得到的 PCR 扩增子片段化。在片段化过程中引入了由 12 个随机核苷酸组成的独特分子标签(UMI),以单独标记每个产物。经NGS测序后,将reads与正确序列比对,按照UMI 分组,以此发现扩增中的错误。只有当错误出现在同一UMI标记的所有reads中时,错误才得以识别确认;否则将作为测序错误而被丢弃。以 Taq DNA 聚合酶作为标准来衡量聚合酶的保真度。

视频:什么是高保真 PCR?

了解高保真PCR及其应用。了解如何使用高保真 PCR 酶减少扩增错误。

60°C 通用引物退火

Platinum SuperFi II 缓冲液的独特配方有助于减少 PCR 中繁琐的优化步骤。使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶时,不再需要计算退火步骤的引物解链温度。按照一般的引物设计规则图 2)得到的引物,无论引物序列如何,该创新的缓冲液均能够实现使用60°C的统一引物退火温度。当然如果在退火步骤中使用自己计算的 Tm 时,该缓冲液同样能确保成功进行扩增(数据未显示)。

市售 Taq 酶的条形图标明,Platinum SuperFi II 酶比 Taq 酶的保真度高出 350 倍 。

图2.Platinum SuperFi II DNA 聚合酶在 60°C 的通用退火温度下可获得具有高特异性和高产率的 PCR 产物。使用不同退火温度的引物对在 60°C 退火温度下从 50ng 人基因组 DNA中扩增 12 个靶标。所使用的分子量标准为是 Invitrogen TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder。以上用于 Platinum SuperFi DNA 聚合酶的退火温度是经使用 Tm 计算器计算得到的。

了解退火步骤在 PCR 中的重要性、如何使用特殊 PCR 缓冲液避免反应优化,以及缓冲液使用通用退火温度的优势。

通用扩增方案

由于使用创新型的反应缓冲液,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶可使用通用的退火温度和灵活的延长时间,实现多个PCR反应的同时扩增。

图解说明了在 1 至 2 小时内用一种通用方案同时扩增 3 种不同 PCR 靶标的重复实验。

图 3.借助通用 PCR 扩增方案节约时间和实现不同PCR反应的同时扩增。使用一般的PCR 试剂,扩增每个 DNA 片段都需要特定的扩增方案,这是由于需要不同的引物退火温度和延伸步骤;因此,在同一次 PCR 运行中通常不能将多个靶标一起进行扩增。使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶,可以使用一种通用扩增方案将不同的 PCR反应同时进行扩增,该扩增方案使用60°C通用引物退火温度和按最长片段计算的延伸时间(图 4)。

使用相同的方案用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶扩增不同大小的 PCR 片段的凝胶分析

图 4.Platinum SuperFi II DNA 聚合酶可以实现短片段和长片段的同时扩增。从 100 ng 人类基因组 DNA 中扩增 0.7 kb、2.0 kb、4.8 kb 和 14 kb 片段,均使用相同的扩增方案:98℃ 变性 10 秒,60℃ 退火 10 秒,72℃ 延伸 7 分钟。 延伸时间基于最长片段进行计算。

直接凝胶上样电泳

Platinum SuperFi II Green PCR Master Mix 可实现 PCR 产物直接上样电泳,省去了 PCR 样品中加染料的环节,且有助于减少移液错误。绿色缓冲液与下游实验应用相兼容,包括DNA 测序连接和限制性酶切和连接。

图解步骤说明用 Platinum SuperFi II Green PCR Master Mix 预混液扩增 PCR 产物并将绿色反应混合物分离成蓝色和黄色标记物。

图 5.绿色预混液可实现 PCR 产物直接加样至凝胶中进行分析。Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的预混液可提供含绿色缓冲液的形式,其中包含一种密度试剂和两种示踪染料。借助两种染料(蓝色和黄色),可以在电泳过程中轻松地观察 DNA 条带的迁移(如右图电泳5 分钟和 15 分钟的泳道)。

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的强劲扩增能力

由于酶的强劲扩增能力和出色的热启动技术,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶可高产量地、高特异性地扩增多种不同长度的片段。基于抗体的 Platinum 热启动技术在最初的 PCR 变性步骤之前抑制酶的活性,防止非特异性扩增和引物降解,同时可确保目的片段的高产量扩增。

比较 Platinum SuperFi II 酶与 3 种市售 DNA 聚合酶的凝胶分析及其扩增 DNA 片段的能力范围为 0.3 至 14 kb

图 6.适用于扩增多种不同长度的片段Platinum SuperFi II DNA 聚合酶(左侧泳道)可高产量和高特异性地从 100 ng 人类基因组 DNA 扩增 0.3 kb 至 14 kb 的DNA 片段。同时使用其他 DNA 聚合酶扩增相同的靶标:A—Merck KOD Hot Start、B—KAPA HiFi HotStart PCR Kit、C—PrimeSTAR GXL。所使用的分子量标准为 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的高灵敏度可以实现低丰度 DNA 模板的检测,并获得准确的扩增结果。在起始材料有限或样品中目标 DNA 浓度较低的实验中,DNA聚合酶的高灵敏度是非常有利的。

图解步骤说明用 Platinum SuperFi II Green PCR Master Mix 预混液扩增 PCR 产物并将绿色反应混合物分离成蓝色和黄色标记物。

图 7.从少量起始 DNA 中实现高灵敏度和可靠的扩增。Platinum SuperFi II DNA 聚合酶(左侧泳道)可分别从 0.4 ng、2 ng、10 ng、50 ng 和 250 ng 人基因组 DNA中稳定扩增一个 2 kb 的片段(模板量显示在每个泳道上方)。同时使用其它DNA 聚合酶扩增相同的靶标:A—PfuUltra II Fusion Hot Start, B—HotStar HiFidelity DNA Polymerase Kit, C—Expand HiFiPLUS Enzyme Blend.预估的拷贝数约为每 0.4ng 人类基因组 DNA 中100 个拷贝。所使用的分子量标准为 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶经设计含有 DNA 结合结构域,从而实现高持续合成能力,并增强对常见 PCR 抑制剂的耐受性,如氯化血红素(红细胞成分)、木聚糖(植物生物聚合物)和腐殖酸(土壤)。

从添加了腐殖酸、血红素和胆汁盐的 50 ng 人类基因组 DNA 中扩增 2 kb 片段的 PCR 凝胶

图 8.Platinum SuperFi II DNA 聚合酶显示出对常见 PCR 抑制剂的高度耐受性。使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶和其他高保真 DNA 聚合酶从 50 ng 人类基因组 DNA 中扩增出 2 kb 人类基因组 DNA 片段:A—Q5 Hot Start High-Fidelity, B—PrimeSTAR GXL,C—Merck KOD Hot Start,和 D—反应混合物中的 KAPA HiFi HotStart PCR Kit,反应混合物中包含 1—无抑制剂,2—腐植酸(4 µg/mL),3—血红素(20 µM),或者 4—胆盐(1 mg/mL)。所使用的分子量标准为 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的室温稳定性得到增强,可实现高通量PCR扩增。其卓越的 Platinum 热启动技术可实现室温稳定性和酶的高特异性。

PCR 凝胶显示在室温设定 24 小时后从 50ng 人基因组 DNA 扩增的 0.5kb 片段

图 9.使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶配制的反应体系可在室温下保持稳定。从 50 ng 人类基因组 DNA 中扩增出一个 0.5 kb 的片段。配制 PCR 反应体系,并在室温下放置 0 小时和 24 小时,然后再通过Applied Biosystems ProFlex 热循环仪进行扩增。可以看到,即使在室温下放置 24 小时后,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶(泳道 P)也能获得高特异性和高产量的扩增结果。同时使用其它 DNA 聚合酶进行同样的实验:A—Q5 Hot Start High-Fidelity, B—KAPA HiFi HotStart PCR Kit,C—PrimeSTAR GXL。所使用的分子量标准是 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶对不同类型模板进行 PCR扩增

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶由于其酶的强扩增能力和使用特殊的缓冲液,可以高特异性地扩增各种序列。Platinum SuperFi II 缓冲液可扩增高 GC 含量的靶标,而无需添加 DNA 解链添加剂。

从 50 ng 人类基因组 DNA 中扩增出富含 AT 和 GC 的靶标的 PCR 凝胶

图 10.使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶强劲扩增富含 AT 和 GC 的靶标。从 50 ng 人类基因组 DNA 中扩增出 15 个具有不同 GC 含量的靶标,而未添加任何有助于 DNA 变性的添加剂。所使用的分子量标准为 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

从 50 ng 人类基因组 DNA 中扩增出富含 GC 的靶标(73% 至 77%)的 PCR 凝胶

图 11.强劲扩增富含 GC 的靶标。Platinum SuperFi II DNA 聚合酶可对高GC含量靶标进行高特异性和高产量的扩增(左侧泳道),而未添加任何 DNA 解链添加剂。从 50 ng 人基因组 DNA 中扩增出四个富含 GC 的片段(长度分别为 0.74 kb、0.58 kb、0.71 kb 和 0.72 kb;GC 含量如上标注)。根据制造商推荐的用于高 GC 含量模板的 PCR 扩增方案,使用同类DNA 聚合酶同时扩增相同的靶标:A—PrimeSTAR GXL DNA Polymerase, B—KAPA HiFi HotStart PCR Kit,使用针对高GC含量的特殊缓冲液, C—添加了 10% DMSO 的 Merck KOD Hot Start DNA Polymerase。所使用的分子量标记为 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

由于其高持续合成能力和极低的错配率,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶是准确扩增长片段(长达 20 kb)的理想选择,其还可扩增更长的靶标(长达 40 kb),但可能需要进行一些优化,例如使用高质量的模板(纯净、新鲜和完整的模板)和新鲜的引物溶液。将引物浓度降低至 0.2 μM 也可以改善PCR扩增结果。

从 200 ng 人类基因组 DNA 中扩增出两个 20 kb 靶标的 PCR 凝胶

图 12.长片段扩增。使用Platinum SuperFi II DNA 聚合酶(泳道 P)成功地从 200 ng 人类基因组 DNA 中扩增出 20 kb 的靶标。使用相同的引物对,同类DNA 聚合酶也进行了测试:—Q5 Hot Start High-Fidelity,B—KAPA HiFi HotStart PCR Kit,C—Merck KOD Hot Start,E - D—PrimeSTAR GXL 和 E—PfuUltra II Fusion HotStart。所使用的分子量标记为 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

从 50 ng 大肠杆菌基因组 DNA 中扩增出长片段(30 kb 和 40 kb)的 PCR 凝胶

图 13.扩增 >20 kb片段。使用Platinum SuperFi II DNA 聚合酶(泳道P)从 50 ng 的大肠杆菌基因组 DNA 中成功扩增出 30 kb 的靶标和 40 kb 的靶标。使用相同的引物对,同类DNA 聚合酶也进行了测试:—Q5 Hot Start High-Fidelity,B—KAPA HiFi HotStart PCR Kit,C—Merck KOD Hot Start,E - D—PrimeSTAR GXL 和 E—PfuUltra II Fusion HotStart。所使用的分子量标记为 TrackIt 1 Kb Plus DNA Ladder

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶由于具有很高的特异性高持续合成能力,可以在所提供的缓冲液中对不同浓度模板进行多重PCR扩增,而无需进行费力的反应优化。

在同一反应中 从 2.5 ng、25 ng 和 250 ng 人类基因组 DNA 中扩增了 199 bp 至 1.6 kbp 的 15 个片段的 PCR 凝胶

图 14.使用 Platinum SuperFi II DNA 聚合酶对不同浓度模板进行多重 PCR扩增。从 2.5 ng、25 ng 和 250 ng 人类基因组 DNA 中(模板量显示在每个泳道上方)同时扩增15 个靶标(99 bp;131 bp;160 bp;199 bp;251 bp;300 bp;345 bp;400 bp;516 bp;613 bp;735 bp;908 bp;1,005 bp;1,190 bp;和 1,606 bp)。所使用的分子量标记为 TrackIt 100 bp DNA Ladder

由于具有高特异性和高抑制剂耐受性,Platinum SuperFi II DNA 聚合酶能够高效扩增质量不佳的 DNA 模板,如福尔马林固定的石蜡包埋(FFPE)样本。

从 FFPE 块中提取的 10 g 小鼠 DNA 中扩增出 0.2 kb、0.3 kb 和 0.4 kb 片段的 PCR 凝胶

图 15.对FFPE 样本 DNA 的扩增。对于使用Invitrogen RecoverAll FFPE 总核酸分离试剂盒提取的 10 ng 小鼠 FFPE DNA, Platinum SuperFi II DNA聚合酶可从中成功扩增长达 0.4 kb 的片段。所使用分子量标记为 TrackIt 100 bp DNA Ladder

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶和 Platinum SuperFi DNA 聚合酶之间的差异

Platinum SuperFi II DNA 聚合酶的缓冲液中含有共稳定组分。这种独特的缓冲液成分带来了多种优势:不需要 Tm 计算引物的Tm,对富含 GC 靶标的扩增能力更强,可扩增更长的片段,以及可使用通用 PCR 扩增方案更适合高通量 PCR扩增(表 1)。

表 1.Platinum SuperFi II 和 Platinum SuperFi DNA 聚合酶之间的比较。

 Platinum SuperFi II
DNA 聚合酶
Platinum SuperFi
DNA 聚合酶
保真度(vs. Taq超出 300 倍超出 300 倍
热启动修饰
需要Tm 计算器否(60°C 下引物退火)
通用 PCR 扩增方案
高 GC 含量模板扩增是(无需 GC enhancer)是(推荐 GC enhancer)
长片段扩增长达 20 kb(性能得到增强)长达 20 kb
室温稳定性长达 24 小时长达 24 小时
抑制剂耐受性
扩增子的 3‘ 端平末端平末端
残留 DNA(每 50 μL rxn)≤1 个细菌 DNA
拷贝 ≤ 0.3 个人类 DNA 拷贝  
≤1 个细菌 DNA
拷贝 ≤ 0.2 个人类 DNA 拷贝

References

Viral research

UsageReference
Amplification of SARS-CoV-2 whole genome for Illumina sequencingBotelho-Souza LF, Nogueira-Lima, FS, Roca TP et al. (2021) SARS-CoV-2 genomic surveillance in Rondônia, Brazilian Western Amazon. Sci Rep 11: 3770. 
Target capture and enrichment of SARS-CoV-2 cDNA pools for Illumina sequencingChoudhury Y, Cher CY, Wan ZY et al. (2021) A viral fragmentation signature for SARS-CoV-2 in clinical samples correlating with contagiousness. medRxiv doi: https://doi.org/10.1101/2021.01.11.21249265 
Cloning of SARS-CoV-2 whole genome for functional studiesKotaki T, Xie X, Shi PY et al. (2021) A PCR amplicon-based SARS-CoV-2 replicon for antiviral evaluation. Sci Rep 11: 2229. 
RT-PCR of viral genes from human serum samples, followed by Sanger sequencingLan Y, He X, Xin R (2021) Genetic characteristics of HIV-1 CRF12_BF first identified in Guangdong province, China. AIDS Res Hum Retroviruses 37(2):157–161. 
Amplification of HIV-1 geneLugongolo MY, Manoto SL, Maphanga C et al. (2021) Label-free detection of mutations in the HIV genome using a surface plasmon resonance biosensor. SPIE BiOS https://doi.org/10.1117/12.2578317
Amplification of SARS-CoV-2 whole genome for Illumina sequencingNascimento VAD, Corado ALG, Nascimento FOD et al. (2020) Genomic and phylogenetic characterisation of an imported case of SARS-CoV-2 in Amazonas State, Brazil. Mem Inst Oswaldo Cruz 115:e200310.
Cloning of SARS-CoV1 and SARS-CoV-2 spike variants for binding assaysStamatatos L, Czartoski J, Wan YH et al. (2021) Antibodies elicited by SARS-CoV-2 infection and boosted by vaccination neutralize an emerging variant and SARS-CoV-1. medRxiv doi: https://doi.org/10.1101/2021.02.05.21251182
Cloning of large viral gene fragments for whole genome assemblyXie X, Lokugamage KG, Zhang X et al. (2021) Engineering SARS-CoV-2 using a reverse genetic system. Nat Protoc 16(3):1761–1784.
Cloning of SARS-CoV-2 whole genome for functional studiesXie X, Muruato A, Lokugamage KG, et al. (2020) An Infectious cDNA Clone of SARS-CoV-2. Cell Host Microbe 27(5):841–848.

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