CN101484898A - 核酸扩增用引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够设计在核酸扩增反应中不会因为引物与计划之外场所结合而产生不需要的核酸片段的适当的引物的引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置。该引物设计程序用于使计算机进行用于扩增核酸中多个序列的一系列引物的决定处理，对于从多个应该扩增部位选择两个部位时的所有组合，计算与两个部位中的一个部位有关的候补引物的序列和在两个部位中的另一个部位得到的扩增产物的序列的互补性，决定用于扩增核酸中多个序列的一系列引物。

Description

核酸扩增用引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置

技术领域

本发明涉及核酸扩增用引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置(Device for Designing引物、Program for Designing引物、andServer for Designing引物)。本发明涉及用于对在从分析对象核酸中扩增必要的碱基序列的反应中所使用的引物进行设计的计算装置、程序、以及服务器装置。

背景技术

作为同时扩增两个以上核酸的反应，已知有多重PCR(PolymeraseChain Reaction：聚合酶链式反应)。作为利用多重PCR进行单核苷酸多态性(SNP)的分型的技术，有专利文献：日本特开2002—300894号公报“单核苷酸多态性分型方法”等。如该技术所示，多重PCR是对于有效扩增从微量的血液中提取的少量DNA并进行多数的SNP的分型有用的技术。

关于在多重PCR中使用的引物的设计，例如如下所示进行。

首先，从成为扩增对象的DNA的碱基序列选出与扩增部位(靶)相对应的候补引物。作为从扩增对象DNA的碱基序列选出候补引物的手法，例如有专利文献：日本特开2003—99438号公报“用于利用计算机从分析对象核酸碱基序列设计最佳的寡核苷酸序列的候补的计算机软件程序及其方法”等。以下，参照图1说明从扩增对象DNA的碱基序列选出引物候补的手法的例子。

从成为扩增对象的DNA的碱基序列，选出与第一个扩增部位(靶)X₁相对应的候补引物。

此时，候补引物是从表示引物的熔解温度Tm、GC含量、碱基序列的长度、碱基序列的特异性、发夹结构以及引物二聚体的形成难易度的分数选出的。

将在Tm、GC含量、以及碱基序列的长度在预先规定的范围内的与靶X₁相对应的n个候补引物当中从碱基序列的特异性、发夹结构以及引物二聚体的形成的难易度计算出来的表示候补引物的优先性的分数最高的候补称为P₁₁，将第二高的候补称为P₁₂，此外，将第n个候补称为P_1n。

与第二个靶X₂相对应的n’候补引物P₂₁、P₂₂、……、P_2n也与上述一样被选出来。

对于所有的靶，反复相同的操作，选出与第m个靶X_m相对应的k个候补引物P_m1、P_m2、……、P_mk。

接着，为了从所选出的候补引物中选出最适合反应的引物的组合，研究不同靶的引物彼此是否未在计划之外的位置具有互补碱基序列。作为记载有研究引物彼此的互补性的文献，可以举出非专利文献：Rachlin J.DingC，Kasif S.；Computational tradeoffs in multiplex PCR assay design for SNPgenotyping；BMC Genomics；2005，7，25；6：102。

另一方面，就第二十届国际生化学·分子生物学会议生物产业讨论会(2006年6月23日)中非专利文献：普洛麦格(Promega)株式会社、讲演者：Douglas R.Storts，Ph.D.、“通过Plexor^TMqPCR和qRT-PCR系统的定量多重扩增”而言，公开了在设计引物时，预先排除向其他扩增子的引子错置，但未公开其具体的算法。

专利文献1：日本特开2002—300894号公报

专利文献2：日本特开2003—99438号公报

非专利文献1：Rachlin J、Ding C、Cantor C以及KasifS著、用于SNP基因分型的多重PCR检测设计中的计算折衷(Computational tradeoffs inmultiplex PCR assay design for SNP genotyping)、BMC Genomics；2005年7月25日、第六卷、p102

非专利文献2：普洛麦格株式会社、讲演者：Douglas R.Storts，Ph.D.、第二十届国际生化学·分子生物学会议生物产业讨论会、通过PlexorTMqPCR和qRT-PCR系统的定量多重扩增、2006年6月23日

引物彼此的互补性可以如下所示进行研究。

引物通常是碱基序列不同的两个核酸的组，例如引物P_x用两个核酸p_xF(Forward)以及p_xR(Reverse)来表示。此外，在将函数pa(i，j)作为求得碱基序列x和j的互补性的函数来表现的情况下，为了确认相对于靶X的引物P_x和相对于靶Y的引物P_y的互补性，需要研究引物的所有组合、即pa(p_xF，p_yF)、pa(p_xF，p_yR)、pa(p_xR，p_yF)、以及pa(p_xR，p_xR)。

具体而言，为了研究引物P₁₁(即核酸p_11F以及、p_11R)、和引物P₂₁(即核酸p_21F以及p_21R)的互补性，求出pa(p_11F，p_21F)、pa(p_11F，p_21R)、pa(p_11R，p_21F)、以及pa(p_11R，p_21R)。另一方面，预先确定互补性的分数(即通过上述函数得到的计算值)的上限值pa_max。当关于引物P₁₁和引物P₂₁而求出的基于上述函数的计算值(互补性的分数)当中某值超过pa_max时，需要将P₁₁或P₂₁置换成第二候补。到底置换哪一个，可以以通过与其他引物的组合计算出的互补性的分数为基础来决定。

首先，以所选出的各靶的候补引物当中优先顺序为第一的候补(P₁₁、P₂₁、……、P_m1)为用于检验互补性的对象，对于从该第一候补中选出两个的所有组合，计算互补性分数。进行该计算的结果，是从候补中除去产生超过pa_max的互补性分数的引物。在将优先顺序为第一的引物从候补中除去之后，该靶中的第二候补引物成为用于检验互补性的对象。如此，候补引物是从优先顺序高的候补按顺序除去候补。

反复上述的操作，对于所有的靶，候补引物的组合的分数为pa_max以下。关于如此求出的引物的组合，是不同靶的引物彼此形成引物二聚体的可能性低且能在多重PCR中使用的引物。

如前所述，多重PCR是对多数SNP的分型有用的技术。但是，其成功与否大多数情况下源于在扩增中使用的引物的设计。通过上述的以往技术设计的引物即便实际进行扩增反应也不会被扩增的情况占大多数。其理由如下所示。

上述的以往技术是在引物设计时检查其他引物的序列，防止具有互补序列的引物被同时选出，由此有效进行目标核酸的扩增反应。不过，在扩增反应中，随着反应的进行，引物数量减少，相反核酸的数量增加。关于其速度，在将扩增反应的循环数设为n时，在理想条件下是与2的n次方成比例。于是，在反应的初期阶段，由于数量少而不成为问题的扩增核酸，在其数量增加的同时出现问题。即，当在已扩增的核酸的碱基序列中，有计划之外且与其他引物相同的碱基序列时，该引物会与该已扩增的核酸结合，抑制扩增反应。

用具体的例子对此进行说明。关于0.16ng/μL的DNA 8μL，用多重PCR对20处的扩增部位进行扩增。当DNA的大小为3Gbp时，分子量约为9.90×10¹¹，所以扩增前的DNA的量用下式求出。

(0.16×10^-9)×8.0÷(9.90×10¹¹)＝1.29×10^-21[mol]

另一方面，如果20组引物(总计40种)以1.25μM的浓度被使用0.83μL，则引物的总量如下所示。在该时点，DNA量绝对比引物量少，所以没有必要考虑引物在计划外场所与DNA结合的可能性，引物彼此在计划外场所结合的可能性绝对高。

(1.25×10^-6)×(0.83×10^-6)＝1.04×10^-12[mol]

接着，利用多重PCR反应进行扩增，其结果，如果200bp的20种核酸总计生成50ng，则其总数如下所示。在这里，以200bp的分子量为6.60×10⁴进行计算。

(50×10^-9)÷(6.60×10⁴)＝7.58×10^-13[mol]

如此，进行多重PCR的结果是，被扩增的核酸增加至与反应前的引物量大致同等程度，另一方面，引物减少的数量与核酸增加的量相当。其结果，引物彼此在计划外场所结合的可能性降低，相反，引物与已扩增的核酸在计划外场所结合的可能性增高。

图2表示引物和已扩增的核酸在计划外场所结合的例子。本来从引物p_11Fp_21F，作为扩增产物应该生成x₁₁以及[x₁₁](在这里，[x₁₁]是与x₁₁互补的序列)。但是，在用于扩增其他部位的引物p_21F的一部分有计划外的与x₁₁互补的序列，所以p_21F与x₁₁中途结合。其结果，大量制造比本来的扩增产物x1₁以及[x₁₁]还短的其他扩增产物x₁₁’以及[x₁₁’](同样地，[x₁₁’]是与x₁₁’互补的序列)。于是，无法充分获得目标扩增产物。

另外，还必须注意两个引物具有计划之外的相互互补的序列的概率、以及引物和作为扩增产物的核酸具有计划之外的互补序列的概率的差异。

例如，就从与核酸A的3’末端开始a个序列相互补的序列含于大小为k[mer]的核酸B的序列中的概率而言，用下式表示。

(1/4)^a×(k-a+1)

两个引物具有计划之外的相互互补的序列的概率、即与核酸A的3’末端侧序列(a＝5)互补的序列含于引物B(k＝20)中的概率，如下所示求出。

(1/4)⁵×(20-5+1)＝1.6[％]

另一方面，引物和作为扩增产物的核酸具有计划之外的相互互补的序列的概率、即与核酸A的3’末端侧序列(a＝5)互补的序列含于已扩增的核酸B(k＝260)中的概率，如下所示求出。

(1/4)⁵×(260-5+1)＝25.0[％]

其结果，示出比两个引物具有计划之外的相互互补的序列的概率高16倍。不仅如此，该概率是扩增产物越大就越高。

也就是说，在设计引物时，如果通过PCR反应扩增的核酸的序列和引物的序列的互补性没有得到确认，随着进入反应的后半部分，抑制扩增反应的核酸增加。其结果，不仅不会得到足够的目标核酸，而且通过引物向计划之外场所的结合而使得不需要的核酸片段大量扩增。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种能够设计在核酸扩增反应中不会因为引物与计划之外场所结合而产生不需要的核酸片段的适当的引物的引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置。

本发明人等通过研究用于扩增某特定部位的引物与在上述特定部位以外的部位生成的扩增产物的互补性，发现能够实现上述本发明的目的，以至于完成了本发明。

本发明包括以下的发明。即，本发明包括引物设计装置(下述[1]～[5])、引物设计程序(下述[6]～[10])、引物设计服务器装置(下述[11]～[15])。关于下述[1]～[15]中的“候补引物”、“候补引物组”、“扩增产物”、以及“扩增产物组”，以下进行概述。

在本发明中，在将多个应该扩增部位设为X₁、X₂、……、X_m的情况下，将考虑用于引物设计的核酸种图示于图6中。

关于候补引物，例如对于第一扩增部位X₁而言，是指P₁₁、P₁₂、……、P_1n的每个。同样地，对于第m扩增部位X_m而言，是指P_m1、P_m2、……、P_mk的每个。

其中，在本发明中，对于记载为引物的情况，只要没有特别说明，就是指正向引物和反向引物的对。因此，例如候补引物P₁₁是指正向引物P_11F和反向引物P_11R的引物对。

关于候补引物组，例如对于第一扩增部位X₁而言，是指由多个候补引物P₁₁、P₁₂、……、P_1n构成的组。同样地，对于第m扩增部位X_m而言，是指由多个候补引物P_m1、P_m2、……、P_mk构成的组。

关于扩展产物，例如对于第一扩增部位X₁而言，是指x₁₁、[x₁₁]、x₁₂、[x₁₂]、……、x_1n、[x_1n]的每个。同样地，对于第m扩增部位X_m而言，是指x_m1、[x_m1]、x_m2、[x_m2]、……、x_mk、[x_mk]的每个。在这里，例如[x₁₁]是与x₁₁互补的核酸，[x_m2]是与x_m2互补的核酸。以下。对于其他核酸也是一样的。

其中，在本说明书中，只要没有特别说明，则关于从候补引物得到的扩增产物，在进行使用了候补引物的扩增反应的情况下，理论上是指生成的扩增产物。因此，例如就x₁₁以及[x₁₁]而言，在使用引物P₁₁(引物对p_11F和p_11R)进行扩增反应的情况下，是理论上生成的扩增引物。

关于扩增引物组，例如对于第一扩增部位X₁而言，是指由多个扩增产物x₁₁、[x₁₁]、x₁₂、[x₁₂]、……、x_1n、以及[x_1n]构成的组。同样地，对于第m扩增部位X_m而言，是指由多个扩增产物x_m1、[x_m1]、x_m2、[x_m2]、……、x_mk、以及[x_mk]构成的组。

下述[1]～[5]涉及引物设计装置。

[1]一种引物设计装置，用于设计用来对核酸中的多个部位进行扩增的一系列引物，其具有：

(I)输入部，其用于输入包括用于计算候补引物和扩增产物的互补性的计算指令A的处理指令；

(II)处理部，其用于接收上述计算指令A，对于从多个应该扩增部位选择两个部位时的所有组合，计算与上述两个部位中的一个部位有关的上述候补引物的序列和在上述两个部位中的另一个部位得到的上述扩增产物的序列的互补性并进行评分，通过进行包括上述处理的处理，来决定用于扩增上述多个部位的一系列的引物；

(III)存储部，其用于至少储存：由多个上述候补引物构成的候补引物组且与上述多个应该扩增部位的分别对应的候补引物组的数据、由多个上述扩增产物构成的扩增产物组且上述多个扩增产物的每个能够在上述应该扩增部位的每个通过使用了上述候补引物的扩增反应而得到的扩增产物组的数据、通过上述处理部计算得到的上述互补性的结果、以及通过上述处理部决定的上述一系列的引物；和

(IV)输出部，其用于输出由上述处理部决定的上述一系列引物。

即，上述[1]的引物设计装置的特征在于，在用于扩增核酸的多个部位的引物设计中，检验候补引物和扩增产物的互补性。

[2]在[1]记载的引物设计装置中，

由上述输入部(I)输入的上述处理指令还包括用于选出上述候补引物组的选出指令B；

在上述处理部(II)中执行的上述处理还包括接收上述选出指令B，至少根据成为扩增对象的核酸的序列、上述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，选出上述候补引物组；

在上述存储部(III)中还至少储存有成为上述扩增对象的核酸的序列、上述核酸中应该扩增部位的信息、以及上述引物设计参数。

[3]在[2]记载的引物设计装置中，上述引物设计参数包括熔解温度、GC含量、碱基长度、扩增产物长度、碱基序列对目标部位的特异性、以及有关一个部位的引物对的引物分子之间的互补性或引物分子内的互补性。

即，关于上述[2]以及[3]，本发明的引物设计装置特别倾向于也进行候补引物的选出的实施方式。

[4]在[1]～[3]中任意一项记载的引物设计装置中，

由上述输入部(I)输入的上述处理指令还包括用于计算上述扩增产物的计算指令C；

在上述处理部(II)中执行的上述处理还包括接收上述计算指令C，计算如下所示的扩增产物，所述扩增产物能够在上述多个应该扩增部位的每个，至少从扩增对象的核酸序列以及上述候补引物的序列通过扩增反应得到；

在上述存储部(III)中还至少储存有上述扩增对象的核酸序列。

即，关于上述[4]，本发明的引物设计装置特别倾向于也从候补引物计算扩增产物的实施方式。

[5]在[1]～[4]中任意一项记载的引物设计装置中，

由上述输入部(I)输入的上述处理指令还包括用于计算上述候补引物彼此的互补性的计算指令D；

在上述处理部(II)中执行的上述处理还包括接收上述计算指令D，计算从上述多个应该扩增部位任意选择两个部位时的与上述两个部位中的一个部位有关的候补引物的序列、和与上述两个部位中的另一个部位有关的候补引物的序列的互补性。

即，关于上述[5]，本发明的引物设计装置特别倾向于也进行候补引物彼此的互补性的检验的实施方式。

下述[6]～[10]涉及引物设计程序。

[6]用于使计算机进行决定用于扩增核酸中多个序列的一系列引物的处理的引物设计程序，其通过进行如下所述的工序，使计算机进行用于从多个候补引物组决定用于扩增上述多个部位的一系列引物的处理，所述工序包括：

至少提供由多个候补引物构成的候补引物组且与多个应该扩增部位的每个对应的候补引物组的数据、和由多个扩增产物构成的扩增产物组且上述多个扩增产物的每个能够在上述应该扩增部位的每个通过使用了上述候补引物的扩增反应而得到的扩增产物组的数据，

接收用于计算上述候补引物和上述扩增产物的互补性的计算指令A，对于从上述多个应该扩增部位选择两个部位时的所有组合，计算与上述两个部位中的一个部位有关的上述候补引物的序列和在上述两个部位中另一个部位得到的上述扩增产物的序列的互补性并进行评分。

即，上述[6]的引物设计程序的特征在于，在通过计算机涉及用于扩增核酸的多个部位的引物时，使其执行检验候补引物和扩增产物的互补性的处理。在本说明书中，程序包括可以通过计算机直接执行的程序、和可以通过安装在硬盘等中执行的程序。

[7]在[6]记载的引物设计程序中，还进行如下所示的工序，所述工序包括：

通过接收用于选出上述候补引物组的选出指令B，至少根据成为扩增对象的核酸的序列、上述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，执行上述候补引物组的选出。

[8]在[7]记载的引物设计程序中，上述引物设计参数包括熔解温度、GC含量、碱基长度、扩增产物长度、碱基序列对目标部位的特异性、以及有关一个部位的引物对的引物分子之间的互补性或引物分子内的互补性。

即，关于上述[7]以及[8]，本发明的引物设计程序特别倾向于也进行候补引物的选出处理的实施方式。

[9]在[6]～[8]中任意一项记载的引物设计程序中，还进行如下所示的工序，所述工序包括：

通过接收用于计算上述扩增产物的计算指令C，计算能够在上述多个应该扩增部位的每个至少从扩增对象的核酸序列以及上述候补引物的序列通过扩增反应得到的扩增产物。

即，关于上述[9]，本发明的引物设计程序特别倾向于也进行从候补引物计算扩增产物的处理的实施方式。

[10]在[6]～[9]中任意一项记载的引物设计程序中，还进行如下所示的工序，所述工序包括：

通过接收用于计算上述候补引物彼此的互补性的计算指令D，计算从上述多个应该扩增部位任意选择两个部位时的与上述两个部位中的一个部位有关的候补引物的序列、和与上述两个部位中的另一个部位有关的候补引物的序列的互补性。

即，关于上述[10]，本发明的引物设计程序特别倾向于也进行候补引物彼此的互补性的检验处理的实施方式。

下述[11]～[15]涉及引物设计服务器装置。

[11]一种引物设计服务器装置，能通过网络与其他计算机通信，用于设计用来扩增核酸中多个部位的一系列引物，其具有：

(V)接收部，其用于接收从其他计算机发送并包括用于计算候补引物和扩增产物的互补性的计算指令A的处理指令；

(VI)处理部，其用于接收上述计算指令A，对于从多个应该扩增部位选择两个部位时的所有组合，计算与上述两个部位中的一个部位有关的上述候补引物的序列和在上述两个部位中的另一个部位得到的上述扩增产物的序列的互补性并进行评分，通过进行包括上述处理的处理，来从上述多个候补引物组中决定用于扩增上述多个部位的一系列的引物；

(VII)存储部，其用于储存：由多个上述候补引物构成的候补引物组且与上述多个应该扩增部位的每个对应的候补引物组的数据、由多个上述扩增产物构成的扩增产物组且上述多个扩增产物的每个能够在上述应该扩增部位的每个通过使用了上述候补引物的扩增反应而得到的扩增产物组的数据、通过上述处理部计算得到的上述互补性的结果、以及通过上述处理部决定的上述一系列的引物；和

(VIII)发送部，其用于向其他计算机发送由上述处理部决定的上述一系列引物。

即，上述[11]的引物设计服务器装置的特征在于，是在通过未被导入本发明的引物设计程序的计算机来设计用于扩增核酸的多个部位的引物时借助网络访问的服务器装置，进行候补引物和扩增产物的互补性的检验处理。在本说明书中，通过网络的其他计算机包括终端装置以及其他服务器装置。

[12]在[11]记载的引物设计服务器装置中，

由上述接收部(V)接收的上述处理指令还包括用于选出上述候补引物组的选出指令B；

在上述处理部(VI)中执行的上述处理还包括接收上述选出指令B，至少根据成为扩增对象的核酸的序列、上述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，选出上述候补引物组；

在上述存储部(VII)中还至少储存有成为上述扩增对象的核酸的序列、上述核酸中应该扩增部位的信息、以及上述引物设计参数。

[13]在[12]记载的引物设计服务器装置中，上述引物设计参数包括熔解温度、GC含量、碱基长度、扩增产物长度、碱基序列对目标部位的特异性、以及有关一个部位的引物对的引物分子之间的互补性或引物分子内的互补性。

即，关于上述[12]以及[13]，本发明的引物设计服务器装置特别倾向于也进行候补引物的选出处理的实施方式。

[14]在[11]～[13]中任意一项记载的引物设计服务器装置中，

由上述接收部(V)接收的上述处理指令还包括用于计算上述扩增产物的计算指令C；

在上述处理部(VI)中执行的上述处理还包括接收上述计算指令C，计算如下所示的扩增产物，所述扩增产物能够在上述多个应该扩增部位的每个，至少从扩增对象的核酸序列以及上述候补引物的序列通过扩增反应得到；

在上述存储部(VII)中还至少储存有上述扩增对象的核酸序列。

即，关于上述[14]，本发明的引物设计服务器装置特别倾向于进行从候补引物计算扩增产物的处理的实施方式。

[15]在[11]～[14]中任意一项记载的引物设计服务器装置中，

由上述接收部(V)接收的上述处理指令还包括用于计算上述候补引物彼此的互补性的计算指令D；

在上述处理部(VI)中执行的上述处理还包括接收上述计算指令D，计算从上述多个应该扩增部位任意选择两个部位时的与上述两个部位中的一个部位有关的候补引物的序列、和与上述两个部位中的另一个部位有关的候补引物的序列的互补性。

即，关于上述[15]，本发明的引物设计服务器装置特别倾向于也进行候补引物彼此的互补性的检验处理的实施方式。

关于上述[1]～[15]，就用于从候补引物组决定最合适的引物的互补性的评分化而言，将{(局部相似性的分数)/(成为相似性的对象的序列的长度)}用作互补性指数，优选判断为越是该互补性指数小的核酸，互补性越低。

通过本发明，可以提供能够设计在核酸扩增反应中不会因引物与计划外场所的结合而生成不需要的核酸片段的适当的引物的引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置。通过本发明设计的引物，要考虑不仅加进引物彼此的序列的互补性，还要加进通过扩增反应得到的核酸的序列和引物的序列的互补性，反应液中没有互补性高的组合。为此，可以高效获得需要的扩增产物。

附图说明

图1是表示在以往的引物设计法中考虑的核酸种的图。

图2是对在以往的引物设计法中发生的问题点的图。

图3是表示本发明的引物设计装置的整体构成的一例的图。

图4是表示使用CPU实现了图3的装置时的硬件构成的一例的图。

图5是使用了本发明的引物设计程序的引物设计装置的存储部中数据配置图的一例。

图6是表示在使用了本发明的引物设计法中考虑的核酸种的图。

图7是使用了本发明的引物设计程序的引物设计方法的一例中的处理流程图。

图8是使用了本发明的引物设计程序的引物设计方法的其他例中的处理流程图。

图9是表示使用了本发明的服务器装置的系统的整体构成的图。

图10是使用了本发明的服务器装置的引物设计方法的一例中的处理流程图。

图11是表示在实施例的引物设计法中考虑的核酸种的图。

图12表示引物间的互补性的计算结果即输出的文件中含有的信息的一部分。

图13表示引物以及扩展产物间的互补性的计算结果即输出的文件中含有的信息的一部分。

图14表示使用在实施例中设计的引物进行PCR的结果即得到的PCR产物量的测定结果。

图15表示使用在实施例中设计的引物进行PCR的结果即得到的PCR产物量的测定结果。

图中：

I：输入部

II：处理部

III：存储部

IV：输出部

1：CPU

2：RAM

3：键盘

4：显示器

5：硬盘

6：程序存储部

7：数据存储部

8：OS存储部

11：扩增部位信息储存区域

12：组合信息储存区域

13：靶序列信息储存区域

14：候补引物信息储存区域

15：候补引物编号信息储存区域

16：变更标志信息储存区域

17：互补性计算结果信息储存区域

18：正向引物信息以及反向引物信息储存区域

19：扩增产物信息储存区域

20：引物彼此间的互补性结果储存区域

21：引物以及扩增产物间的互补性结果储存区域

30：服务器装置

31、32、以及33：终端装置

41：应该进行相似性计算的两个引物序列

42：表示为3’末端的局部相似性分数的信息

43：局部相似性分数

44：成为相似性的对象的序列的长度

45：表示匹配的碱基的场所的信息

51：应该进行相似性计算的引物序列

52：应该进行相似性计算的扩增产物序列

53：表示为3’末端的局部相似性分数的信息

54：局部相似性分数

55：成为相似性的对象的序列的长度

56：表示匹配的碱基的场所的信息

具体实施方式

本发明的引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置，它们的特征在于，计算候补引物和扩增产物的互补性。

<1.引物设计装置的整体构成>

本发明的引物设计装置是用于设计用来扩增核酸中多个部位的一系列引物的装置，包括输入部(I)、处理部(II)、存储部(III)、以及输出部(IV)。图3是表示本发明的引物设计装置的整体构成的框图。

<1—1.输入部>

输入部(I)用于输入处理指令等。另外，可以根据情况输入引物设计所必需的信息、候补引物组的信息、扩增产物组的信息等。

更具体而言，输入部(I)至少是指将处理指令提供给处理部的接口。作为输入部(I)，包括键盘、鼠标等成为与人之间的接口的器件，接口电路、接口程序等成为与其他程序或其他计算机等之间的接口的机构。

处理指令至少包括用于进行候补引物和扩增产物的互补性的计算处理的计算指令A，在后述的处理部(II)执行该处理。另外，处理指令还可以包括用于进行候补引物组的选出处理的选出指令B、用于进行扩增产物的计算处理的计算指令C、以及用于进行候补引物彼此的互补性的计算处理的计算指令D，在后述的处理部(II)执行该处理。

<1—2.处理部>

关于在处理部(II)中执行处理命令的工序的详细内容，在后面的1—4.引物设计程序中描述。

处理部(II)执行处理指令，至少执行计算指令A，含有CPU等。处理部(II)通过接收计算指令A进行扩增产物和候补引物的互补性计算。

在进行扩增引物和候补引物的互补性计算时，计算从应该扩增的多个部位任意选择两个部位时的针对两个部位当中的一个部位的候补引物的序列、和另一个部位的扩增产物的序列的互补性。

在选出候补引物的处理也是由本发明的引物设计装置进行的情况下，处理部(II)也接收选出指令B作为处理指令，能够对于应该扩增的多个部位的每个分别进行选出多个候补引物的处理。

在求出扩增产物的序列的处理也是由本发明的引物设计装置进行的情况下，处理部(II)也接收计算指令C作为处理指令，能够对于所有应该扩增的部位，进行求出由候补引物组中含有的所有候补引物生成的扩增产物的序列的处理。

在计算候补引物彼此的互补性的处理也是由本发明的引物设计装置进行的情况下，处理部(II)也接收计算指令D作为处理指令，能够进行从应该扩增的多个部位任意选择两个部位时的、两个部位的候补引物彼此的互补性的计算处理。

由此，可以从候补引物组决定用于扩增多个部位的最合适的一系列引物。

<1—3.存储部>

存储部(III)用于储存候补引物组的数据、扩增产物组的数据、通过处理部(II)计算得到的互补性的计算结果、以及由处理部(II)决定的最合适的一系列引物的数据等，包括RAM等主存储装置以及硬盘等辅助存储装置。

应该存储的数据、信息可以从外部数据库等读入，可以通过本发明的引物设计装置获得。在从外部数据库等读入的情况下，应该存储的数据、信息例如可以借助驱动器从CD—ROM等可移动存储介质读入，还可以通过网络从服务器下载。

(候补引物组的数据)

在本发明中，与多个应该扩增部位当中的特定的一个应该扩增部位相对应，使用多个候补引物的数据。在本说明书中将能够扩增特定的一个应该扩增部位的不同的多个候补引物记载为候补引物组。

因此，候补引物组的数据是指对于应该扩增部位的一个场所与多个候补引物有关的数据。候补引物是能够根据包括上述的引物设计参数的引物设计信息对每个应该扩增部位分开选出的引物。

作为候补引物组的数据，对于应该扩增部位的一个场所至少含有多个候补引物的信息，进而可以含有各候补引物的优先顺序的信息。作为候补引物的信息，具体而言，至少含有候补引物的序列信息，进而还可以含有候补引物的位置信息或大小的信息。就候补引物的优先顺序而言，可以使更好满足上述引物设计参数的引物为优先顺序高的引物。

(扩增产物组的数据)

关于扩增产物组的数据，是对于应该扩增部位的一个场所至少含有多个扩增产物的信息，进而可以含有与该扩增产物相对应的候补引物的优先顺序的信息。作为扩增产物的信息，具体而言，可以至少含有扩增产物的序列信息，进而还可以含有扩增产物的序列的大小。

其中，扩增产物是指在将候补引物用于扩增反应时理论上生成的扩增产物。

(互补性的结果)

作为互补性的结果，只要含有能够评价互补性的分数，可以为任意结果。分数的获得方法可以通过本领域技术人员适当决定，所以没有特别限定，但例如，可以根据成为比较对象的核酸间的序列中匹配的碱基长度、或者与成为比较对象的核酸间的序列中匹配的碱基的比例相当的量等进行评分。

在本发明中，特别优选将以互补性为基础的通过局部相似性的分数(以下会记载为score)和成为相似性的对象的序列的长度(以下会记载为length)的比(以下会记载为ratio)、换言之、用score除以length得到的值，用作评价互补性的指数(互补性指数)。在这里，length较大且score较小表示互补性低。因此，作为score相对于length的比例的ratio的值越小，表示成为对象的两个序列的互补性越低。本发明人等发现，作为本发明的优选互补性分数的ratio值尤其是在是通过候补引物和扩增产物间的互补性计算而算出的值的情况下，与实际进行使用了该候补引物的多个部位的扩增时生成的扩增产物量呈现良好相关，是可靠性非常高的值。

(最合适的一系列引物的数据)

在处理部(II)中，对于应该扩增部位的每个，至少对于候补引物和扩增产物的所有组合，进行互补性评价，其结果，候补引物组中互补性评价最好的候补引物被决定为最合适的候补引物。

因此，最合适的一系列引物的数据是分别从所有应该扩增部位决定的关于如上所述的候补引物的组的数据，至少含有序列信息。

(其他信息)

在存储部(III)中，除了上述数据之外，还含有以下的信息。

例如可以含有成为扩增对象的核酸的序列、以及多个应该扩增部位的信息。作为应该扩增部位的信息，至少含有应该扩增部位的位置信息，进而还可以含有应该扩增部位的序列或该序列的大小等。

另外，可以含有引物应该最低限满足的参数即引物设计参数。作为引物设计参数，含有表示熔解温度、GC含量、碱基长度、扩增产物长度、碱基序列对目标部位的特异性、以及有关一个部位的引物对的引物分子之间的互补性(即引物二聚体的形成容易度)或引物分子内的互补性(即发夹结构的形成容易度)等的参数。另外，也可以含有参数的优先顺序。

进而，可以含有从应该扩增部位选择两个的所有组合的信息。关于在各组合中所组合的两个部位，用于扩增一个部位的候补引物和能在另一个部位生成的扩增产物的互补性计算可以由处理部(II)进行。进而，关于该两个部位，针对一个部位的候补引物和针对另一个部位的候补引物的互补性计算可以由处理部(II)进行。

进而，在存储部(III)中，除了上述的数据、信息以外，还可以含有在处理部(II)进行计算期间用于识别候补引物的标志信息。

上述的各数据、信息例如可以通过如图5所示的配置储存在存储部(III)中。

<1—4.输出部>

输出部(IV)用于至少输出已被决定的最合适的一系列引物，含有显示器等。作为最合适的引物的输出形态，含有引物序列本身的输出、以及含有引物序列的数据文件的输出。输出不仅是指显示、印刷，还是包括作为数据提供给其他程序或装置的情况的概念。

<2.引物设计装置的工作概要>

将本发明的引物设计装置的工作概要的一例记载于以下。其中，关于由处理部(II)执行处理指令的工序的详细内容，在后面的1—4.引物设计程序中进行描述。

在存储部(III)中储存有候补引物组数据、以及扩增引物组数据。在候补引物组数据中可以含有多个候补引物的序列信息、和各候补引物的优先顺序的信息。扩增产物组的数据中可以含有扩增产物的序列信息和与该扩增产物相对应的候补引物的优先顺序的信息。

如果向输入部(I)输入作为处理指令的计算指令A，在存储部(III)中储存的候补引物组数据、以及扩增产物组数据被输送给处理部(II)，进行候补引物和扩增产物的互补性计算。互补性的计算结果被储存在存储部(III)中。

在本发明的引物设计装置中，除了上述的候补引物和扩增产物的互补性计算之外，可以进行选出候补引物的工序、求出扩增产物的序列的工序、和/或计算候补引物彼此的互补性的工序。

在用本发明的引物设计装置进行选出候补引物的工序的情况下，通过也从输入部(I)接收作为处理指令的选出指令B，处理部(II)能够从存储部(III)中至少调出成为扩增对象的核酸的序列、上述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，对于应该扩增的多个部位的每个，分别进行多个候补引物的选出处理。选出的候补引物的数据被储存在存储部(III)中。

在用本发明的引物设计装置进行求出扩增产物的序列的工序的情况下，通过也从输入部(I)接收作为处理指令的计算指令C，处理部(II)能够从存储部(III)中至少调出成为扩增对象的核酸的序列、和候补引物序列，进行扩增产物的计算处理。求出的扩增产物的数据被储存在存储部(III)中。

在用本发明的引物设计装置进行计算候补引物彼此的互补性的工序的情况下，通过也从输入部(I)接收作为处理指令的计算指令D，处理部(II)能够从存储部(III)中至少调出候补引物的信息，计算候补引物彼此的互补性。互补性的计算结果被储存在存储部(III)中。

处理部(II)在包括候补引物和扩增产物的互补性计算的用于引物设计的所有处理结束时，可以将各扩增部位中优先顺序最高的引物们决定为最合适的一系列引物。计算的互补性结果以及决定的一系列引物的数据被储存在存储部(III)中。在存储部(III)中储存的最合适的一系列引物的数据被输出部(IV)输出。

<3.硬件构成>

在使用中央运算处理装置CPU实现图3的处理部的情况下，本发明的引物设计装置作为个人电脑得到实现。此时，作为其他构成要素，键盘作为输入部，显示器作为输出部，RAM等主存储装置以及硬盘等辅助存储装置作为存储部得到实现。

将本发明的引物设计装置的硬件构成示于图4。在图4中，在CPU1上连接有RAM2、键盘3、显示器4、以及硬盘5。硬盘中有引物设计程序存储部6、数据存储部7、以及操作系统(OS)存储部8等区域，分别存储有引物设计程序、数据、OS。如果引物设计程序被启动，该程序从硬盘5装载到RAM2中，然后被输送给CPU1，进行计算等处理，其结果被写回到RAM2中。通过该一系列动作，本发明的功能被实现。

上述的1—3.存储部中所举出的各数据、信息被储存在图4的数据存储部7中。更详细而言，例如如图5所示，数据存储部可以具有储存与多个扩增部位的每个有关的信息的区域11、以及储存从这些扩增部位选出两个部位的组合的信息的区域12。

与扩增部位有关的信息的区域11的每个可以具有成为扩增靶的序列信息的区域13、以及可以扩增该扩增靶的候补引物信息的区域14。该区域13可以具有成为扩增靶的碱基序列信息的区域、以及成为该扩增靶的序列的大小信息的区域。该区域14的每个可以具有正向(Forward)侧的候补引物(以下记载为正向引物)以及反向(Reverse)侧的候补引物(以下记载为反向引物)的信息的区域18、以及能由该候补引物生成的扩增产物的信息的区域19。

该区域18可以具有正向引物的序列信息的区域、反向引物的序列信息的区域、正向引物的位置信息的区域、反向引物的位置信息的区域、正向引物的序列的大小信息的区域、以及反向引物的序列的大小信息的区域。该区域19可以具有能由候补引物生成的扩增产物的序列信息的区域、以及该扩增产物的序列的大小信息的区域。

从扩增部位选出两个部位的组合的信息的区域12，可以具有所组合的部位的编号信息的区域15、该部位的优先顺序的变更标志的信息的区域16、以及该组合只能够互补性的计算结果的区域17。

该区域17可以具有该组合的部位中候补引物和扩增产物的互补性的计算结果的区域21、以及、该组合的区域中候补引物彼此的互补性的计算结果的区域20。

<4.引物设计程序>

作为本发明的一个实施方式的引物设计程序，是用于使计算机进行用来扩增核酸中多个序列的一系列引物的决定处理的程序。本发明的引物设计程序优选导入到本发明的引物设计装置以及引物设计服务器装置中使用。

通过本发明的引物设计程序，至少进行候补引物和扩增产物的互补性的计算处理。在候补引物和扩增产物的互补性计算时，被提供候补引物组的数据、以及扩增产物组的数据。关于这些信息、数据的详细内容以及其他能被提供的信息、数据，如同上述1.引物设计装置的整体构成的1—3存储部中的内容。

候补引物和扩增产物的互补性计算可以通过接收计算指令A来进行。具体而言，通过接收计算指令A，进行从多个应该扩增部位任意选择两个部位时的、针对两个部位当中的一个部位的候补引物的序列和在两个部位当中的另一个部位得到的扩增产物的序列的互补性的计算处理。在计算候补引物和扩增产物的互补性时，在计算结果(即算出的互补性分数)不满足预先规定的互补性分数的条件的情况下，候补引物的优先顺序被重写。在候补引物和扩增产物的所有组合中，可以边重写候补引物的优先顺序边反复进行互补性计算，以便满足互补性分数的条件。

在候补引物和扩增产物的互补性计算处理之前，可以进行选出候补引物的处理、和求出扩增产物的处理。另外，计算候补引物和扩增产物的互补性的处理可以适当与用于检验在扩增反应液中存在的核酸种之间的互补性的其他处理一起进行。例如，可以在进行了选出候补引物的处理工序之后，进行候补引物和扩增产物的互补性的计算处理、和候补引物彼此的互补性的计算处理。此时，候补引物和扩增产物的互补性的计算处理、和候补引物彼此的互补性的计算处理可以以任意时间顺序进行。

选出候补引物的处理可以通过接收选出指令B来进行。具体而言，通过接收选出指令B，至少根据成为扩增对象的核酸的序列、上述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，选出候补引物。

求出扩增产物的处理可以通过接收计算指令C来进行。具体而言，通过接收计算指令C，计算能够在多个应该扩增部位的每个通过扩增反应至少从成为扩增对象的核酸序列以及上述候补引物的序列得到的扩增产物。

进行候补引物彼此的互补性的计算的处理可以通过接收计算指令D来进行。具体而言，通过接收计算指令D，计算在多个应该扩增部位任意选择两个部位时的与两个部位当中的一个部位有关的候补引物的序列、和与两个部位当中的另一个部位有关的候补引物的序列的互补性。

在用于引物设计的所有处理结束时，可以将在各扩增部位优先顺序最高的引物们决定为最合适的一系列引物。

以下，参照图6，举出表示使用了本发明的程序的引物设计方法的例子，对本发明的程序进行说明。

<4—1.处理流程图1>

图7是表示使用了本发明的程序的引物设计方法的一例的流程图。该流程图1包括输入工序S11、候补引物选出工序S12、引物间的互补性计算工序S13、引物以及扩增产物间的互补性计算工序S15、以及输出工序S17。

在S11中，输入成为扩增对象的核酸的序列、应该扩增部位的信息、以及、引物设计参数。在这里，如图6所示，扩增m处的扩增部位(靶X₁、X₂，……X_m)。进而在S11中，输入计算指令A、选出指令B、计算指令C、以及计算指令D。

在S12中，接收选出指令B，从成为扩增对象的DNA的碱基序列，对于m处的扩增部位(靶X₁、X₂、……、X_m)的每个，分别选出候补引物。在这里，将针对第m靶X_m的k个候补引物设为P_m1、P_m2、……、P_mk)。

在S13—S14中，接收计算指令D，研究不同靶中的候补引物彼此是否未在计划外场所具有互补的碱基序列。

在S15—S16中，接收计算指令C以及A，研究可以通过使用了互补引物的扩增反应生成的扩增产物和候补引物彼此是否未在计划外场所具有互补的碱基序列。

首先，在S13中，就从m个扩增部位X₁、X₂、……、X_m选出两个部位的所有组合而言，分别计算表示第一候补引物彼此的序列的互补性的分数。换言之，关于从各靶的候补引物当中的第一候补引物P₁₁、P₂₁、……、P_m1中选出两个的所有组合，分别计算表示序列的互补性的分数。具体而言，如上述背景技术中所述。即，例如就从m个扩增部位X₁、X₂、……、X_m选出X₁和X₂的组合而言，在研究候补引物间的互补性的情况下，通过求出pa(p_11F，p_21F)、pa(p_11F，p_21R)、pa(p_11R，p_21F)、以及pa(p_11R，p_21R)，算出互补性分数。在这里，作为求出碱基序列i和j的互补性的函数来表现函数pa(i，j)。另一方面，预先规定互补性分数上限值pa_max。此外，检验互补性分数的计算值是否超过pa_max。在该计算值超过该上限的情况下，通过将候补引物置换成第二候补，进行优先顺序的重写。此外，关于被置换的候补，与上述一样进行互补性分数的计算、检验、以及根据需要的候补引物的优先顺序的重写。如此，反复进行互补性分数的算出和候补引物的优先顺序的重写。

在S14中，就所有的扩增部位的组合而言，判断互补性分数的计算值是否满足为pa_max以下的条件。如果满足该条件(Yes)，进行至S15的工序。如果不满足该条件(No)，返回至S12。此时，在S12的候补引物选出中，进行选出优先顺序更低的候补引物、改变引物设计参数的条件选出候补引物、或变更候补引物选出方法自身来选出候补引物等方法，进行S12～S14的工序直至S14的条件得到满足。

在S15中，就从m个扩增部位X₁、X₂、……、X_m选出两个部位的所有组合而言，分别计算表示一个扩增部位的第一候补引物、和由另一扩增部位的第一候补引物生成的扩增产物的互补性的分数。

在S15中，首先，计算能在将所选出的候补引物用于核酸扩增反应时生成的扩增产物。作为扩增产物的计算方法，没有特别限定，可以由本领域技术人员适当进行。例如，可以从成为扩增对象的核酸的序列和应该扩增部位的位置信息求出扩增产物。

接着，进行互补性分数的计算。例如，就从m个扩增部位X₁、X₂、……、X_m选出X₁和X₂的组合而言，在研究候补引物间的互补性的情况下，对下一个核酸种的组合计算表示互补性的分数。

在这里，将通过核酸扩增反应从靶X₁的第一候补引物P₁₁(即正向引物p_11F以及反向引物p_11R)生成的扩增产物的序列设为x₁₁以及[x₁₁]，将通过核酸扩增反应从靶X₂的第一候补引物P₂₁(即正向引物p_21F以及反向引物p_21R)生成的扩增产物的序列设为x₂₁以及[x₂₁]。

关于基于候补引物P₂₁的扩增产物与候补引物P₁₁的互补性，表示互补性的分数的算出可以通过pa(p_11F，x₂₁)、pa(p_11F，[x₂₁])、pa(p_11R，x₂₁)、以及pa(p_11R，[x₂₁])的计算来进行。

另外，关于基于候补引物P₁₁的扩增产物与候补引物P₂₁的互补性，表示互补性的分数的计算可以通过pa(p_21F，x₁₁)、pa(p_21F，[x₁₁])、pa(p_21R，x₁₁)、以及pa(p_21R，[x₁₁])的算出来进行。

另一方面，预先确定扩增产物和候补引物之间的互补性分数(即通过上述函数得到的计算值)的上限值pa_max-product。此外，检验表示扩增产物和候补引物之间的互补性的基于上述函数的计算值是否超过pa_max-product。在该计算值超过该上限值的情况下，通过将候补引物或扩增产物置换成第二候补来进行优先顺序的重写。此外，关于置换的候补，与上述一样进行互补性分数的计算、检验、以及根据需要的优先顺序的重写。如此，反复进行互补性分数的算出和优先顺序的重写。

在S16中，关于所有的扩增部位的组合，判断是否满足互补性分数的计算值成为pa_max-product以下的条件。如果满足该条件(Yes)，则进行至S17的工序。如果不满足该条件(No)，则返回至S12。此时，改变S12中的候补引物选出方法，进行S12～S16的工序直至满足S16的条件。

通过上述的工序，关于所有的扩增部位，得到候补引物彼此的组合的分数为pa_max以下且候补引物和所生成的核酸的组合的分数为pa_max-product以下的候补引物。这样的候补引物被决定为最合适的引物，在S17中，输出该最合适的引物。

<4—2.处理流程图2>

图8是表示使用了本发明的程序的引物设计方法的其他例的流程图。表示流程图的其他例子。该流程图2包括输入工序S201、扩增产物计算工序S202、引物间的互补性计算工序S207、引物以及扩增产物间的互补性计算工序S208、以及输出工序S213。在关于该流程图2的下述说明中，在互补性计算之后，关于是否满足互补性分数的条件的判断、以及重写引物的优先顺序的工序，进行更为详细的描述。除此之外，关于进行互补性计算的工序等，与上述流程图1中的例子相同。

在S201中，输入成为扩增对象的核酸的序列、应该扩增部位的信息、以及候补引物数据。此时，可以以写入了这些信息、数据的文件形式进行输入。如果是对m处的扩增部位(靶X₁、X₂、……、X_m)进行扩增，则应该扩增部位的信息被储存在如前述的图5所示的扩增部位X₁信息～扩增部位X_m信息的区域11中。候补引物数据被储存在这些扩增部位信息的区域14中，进而，在S201中，输入计算指令A、计算指令C、以及计算指令D。

在S202中，接收计算指令C，从成为扩增对象的核酸的序列以及应该扩增部位的信息计算扩增产物。所计算的扩增产物的数据被储存在如图5所示的候补引物信息的区域14中的扩展产物信息的区域19中。

在S203中，设定候补引物彼此之间的互补性分数的上限值、以及候补引物以及扩增产物之间的互补性分数的上限值。用户可以输入该上限值，但在该例中，可以预先写入该值。

在S204中，使各候补引物中的候补引物变更标志全部为TRUE。该标志为TRUE的候补引物，在后述的S206的分支之后，执行候补引物彼此之间的互补性分数、以及候补引物以及扩增产物之间的互补性分数的计算。在最初的状态下，为了对所有的候补引物进行计算，作为初始状态，使所有的标志为TRUE。

在S205中，就其后的工序而言，关于从扩增部位选出两处的所有组合，指令执行候补引物彼此之间的互补性分数的计算、以及候补引物以及扩增产物之间的计算。例如，对于如图5所示的在组合信息的区域12中储存的组合1，进行S206～S209的处理，对于组合2，进行S206～S209的处理，如此对于所有的组合，反复进行S206～S209的处理。其中，该计算是对附有标志TRUE的候补引物以及可由其生成的扩增产物当中优先顺序最高的序列进行的。

在S206中，判断候补引物变更标志是否为TRUE。在这里，作为候补引物变更标志，是对尚未进行计算的扩增部位的组合中的候补引物附加TRUE，对已经计算完毕的扩增部位的组合中的候补引物附加FALSE。标志信息储存在如图5所示的组合信息的区域12中的候补变更标志的区域16中。只要候补引物变更标志为TRUE，则对于该部位的组合不重复进行相同的计算，将计算对象部位移至下一个部位的组合。

在S207中，计算候补引物彼此之间的互补性分数。计算结果储存在如图5所示的互补性计算结果的区域17中的候补引物彼此的互补性的计算结果的区域20中。例如，就选择X₁和X₂的组合而言，pa(p_11F，p_21F)的计算结果储存在1—正x2—正(1—Forward x 2—Forward)的区域，pa(p_11F，p_21R)的计算结果储存在1—正x2—反(1—Forward x 2—Reverse)的区域，pa(p_11R，p_21F)的计算结果储存在1—反x2—正(1—Reverse x 2—Forward)的区域，pa(p_11R，p_21R)的计算结果储存在1—反x2—反(1—Reverse x 2—Reverse)的区域。

在S208中，计算候补引物以及扩增产物之间的互补性分数。计算结果储存在如图5所示的互补性计算结果的区域17中的候补引物以及扩增产物的互补性的计算结果的区域21中。例如，就选择X1和X2的组合而言，pa(p_11F，x₂₁)以及pa(p_11F，[x₂₁])的计算结果储存在1—正x2—产物(1—Forward x 2—product)的区域，pa(p_11R，x₂₁)以及pa(p_11R，[x₂₁])的计算结果储存在1—反x2—产物(1—Reverse x 2—product)的区域，pa(p_21F，x₁₁)以及pa(p_21F，[x₁₁])的计算结果储存在2—正x1—产物(2—Forward x 1—product)的区域，pa(p_21R，x₁₁)以及pa(p_21R，[x₁₁])的计算结果储存在2—反x1—产物(2—Reverse x 1—product)的区域。

在S209中，将在上述S207以及S208中已经计算完毕的组合中的候补引物变更标志改为FALSE。

在S210中，以在上述S207或S208中得到的互补性分数的计算值超过在上述S203中设定的上限值、和在上述S207以及S208中得到的互补性分数的计算值未超过在上述S203中设定的上限值进行区分。在该计算值超过该上限值的情况下，进行至S211，在未超过的情况下，进行至S213。

在S211中，为了从互补性的计算对象中除去在上述S207或S208中得到的互补性分数的计算值超过了在上述S203中设定的上限值的候补引物，将应该计算的候补引物重写成下一个优先顺序的候补引物。

在S212中，对于含有在上述S211中优先顺序提升的候补引物的组合，因为有必要再次进行上述S207以及S208的计算，所以将应该进行该计算的该组合的候补引物的标志全部重写成TRUE。随后，再次返回至S205。

在S213中，就从扩增部位选择两处的所有组合而言，可以将上述S207以及S208的计算结果满足在S203中设定的互补性分数的上限值以下的条件且优先顺序最高的候补引物决定为用于扩增反应的引物，并输出。此时，例如可以以写入有所决定的引物的序列的文件形式进行输出。

<5.引物设计服务器装置>

本发明的引物设计服务器装置，是可以在通过其他计算机设计用于扩增核酸的多个部位的引物时通过网络进行通信的服务器装置，其特征在于，进行候补引物和扩增产物的互补性检验。通过网络的其他计算机包括终端装置以及其他服务器装置。作为网络，可以举出互联网或LAN等。本发明的服务器装置具有用于通信的接收部(V)、发送部(VIII)、以及与上述本发明的引物设计装置相同的处理部(VI)以及存储部(VII)，除了具有接收部(V)、发送部(VIII)以外，具有与上述本发明的引物设计装置相同的硬件构成(未图示)。

将通过作为本发明的一个实施方式的引物设计服务器的系统的例子示于图9。在该例中，服务器装置30与终端装置31、32、33……借助网络而连接。服务器装置30记录有本发明的引物设计程序，作为网络服务器发挥功能。终端装置31、32、33……中记录有用于浏览网址的浏览程序。终端装置31、32、33……可以通过访问服务器装置30进行引物设计程序。终端装置31、32、33……除了具有用于通信的接收部以及发送部以外，具有与本发明的引物设计装置相同的硬件构成。

本发明的引物设计服务器的存储部在没有用户或用户所属的群设置有如前述图5所示的一系列数据区域。这些区域分别通过用户标识符或群标识符等来识别。

<5—1.处理流程图>

图10是表示使用了本发明的引物服务器装置的引物设计方法的一例的流程图。在该流程图中，通过S305进行引物设计处理。由S305进行的处理如图7以及图8所示。

关于本发明的服务器装置，在S301中，等待直至有客户要求与服务器连接。在S302中，向客户发送输入画面。在这里，作为例子，假设使本发明的服务器具有WWW服务器的功能，通过TCP/IP以HTML的形式进行发送。另一方面，客户侧通过网络浏览器显示输入画面，进行以下的输入等。

在S303中，等待输入来自客户的引物设计所必需的信息。另一方面，在客户侧例如输入碱基序列的情况下，以最一般的TASTA形式输入。

在S304中，判断所输入的信息是否正确。如果所输入的信息正确(是)，进行至S305，如果不正确(否)，进行至S309。在S309中，将显示输入错误的画面发送给客户。

在S305中，以所输入的信息为基础，进行引物的设计。其计算法与图7以及图8相同。

在S306中，判断引物设计是否成功。如果引物设计成功(是)，进行至S307，如果失败(否)，进行至S310。在S310中，将设计失败的画面发送给客户。

在S307中，将设计的结果和对其进行显示的画面发送给客户。

在S308中，如果来自客户的连接被切断，则进行至“是”，结束。其中，并不限于该时序，只要来自客户的连接被切断，都是同样进行结束处理，而能够结束。

实施例

以下示出实施例，具体说明本发明，但本发明并不限于下述的实施例。其中，以下会将候补引物简记为引物。

在以下的实施例中，使用本发明的引物设计程序，设计多重PCR用的引物。分别使用通过本发明的程序判断为最好的引物和优先顺序比其低的引物，实际进行多重PCR。此外，在引物彼此错误而未结合的条件下，对PCR产物和其他引物的结合对PCR的效率造成的影响进行检验。检验是通过扩增两处的单核苷酸多态性(SNP)部位的多重PCR的系统进行的。从引物设计直至检验的大概内容如下所示。

<1>对于第二处的SNP部位，通过单一PCR用的引物设计软件独立选出候补引物。

<2>计算各引物间的互补性，选择错误结合的可能性低的引物的组合。

<3>关于在上述<2>中选择的引物的组合，计算PCR产物和引物的互补性。

<4>用在上述<2>中选择的引物的组合进行多重PCR。

<5>测定上述<4>的PCR产物的扩增量。

<6>比较上述<3>的互补性计算结果和<5>的测定结果，研究在PCR产物·引物间的互补性和PCR产物的扩增量之间是否有相关。

以下，关于<1>～<6>的步骤，参照图11进行详述。其中，在本实施例中，使用微软公司的Windows的命令提示符。

<1>与两处SNP部位的每个有关的候补引物的选出

从SNP的数据库中获得碱基序列“NT_022184”。使在该碱基序列中含有的两个SNP为扩增靶。这些SNP的“refSNP ID”分别为“rs3770799”以及“rs3770797”。在本实施例中，从碱基序列“NT_022184”中仅仅取出20kbp的碱基序列，输入到引物设计软件中。作为引物设计软件，使用单一PCR的引物设计软件“引物3”(http://frodo.wi.mit.edu/引物3/ 引物3code.html)。

(其中，可以将“NT_022184”的所有碱基序列输入到引物设计程序中，不过，此时，由于碱基序列的大小太大，所以候补引物选择需要耗费大量的时间。)

如此，独立选出各SNP部位的候补引物。

<2>引物间的互补性的计算

使用附属于在上述<1>中的引物选出中使用的“引物3”的软件“DPAL”，从与作为扩增靶的SNP X₁：“rs3770799”以及X₂：“rs3770797”相对应的候补引物组中选出候补各一个，计算表示引物间的在3’末端的互补性的分数(3’末端的局部相似性分数)。其中，“DPAL”是计算局部相似性以及全部相似性的分数的软件，在执行时，可以选择是3’末端固定或不是3’末端固定。

引物间的互补性的计算结果即输出的文件中含有的信息的一部分示于图12。在图12中，示出关于该输出文件中针对X₁的引物P_1A(正向引物“p_1AF”和反向引物“p_1AR”)和针对X₂的引物P_2A(正向引物“p_2AF”和反向引物“p_2AR”)的互补性的计算结果而写出的部分的文字列。该信息包括计算相似性分数的两个引物序列41、显示为3’末端的局部相似性分数的信息42、局部相似性分数43、成为相似性的对象的序列长44、以及显示以两个序列匹配的碱基的位置的信息45。

作为结果，选出下面四组引物的组合。在这些组合中，各引物是从由针对X₁的引物P_1A(“p_1AF”和“p_1AR”)以及P_1B(“p_1BF”和“p_1BR”)、和针对X₂的引物P_2A(正向引物“p_2AF”和反向引物“p_2AR”)以及P_2B(“p_2BF”和“p_2BR”)构成的组中选择的。

组合[1](P_1A—P_2A)

″p_1AF″：CCCAAGAGGCAAGCAGTTAG(序列编号1)

″p_1AR″：GGAAGTCTTGGAGGTTGCTG(序列编号2)

″p_2AF″：TTGTTTCCTTCCCTGGCATA(序列编号3)

″p_2AR″：TGCTGTTTTTGCTGTTCTGG(序列编号4)

组合[2](P_1A—P_2B)

″p_1AF″：CCCAAGAGGCAAGCAGTTAG(序列编号1)

″p_1AR″：GGAAGTCTTGGAGGTTGCTG(序列编号2)

″p_2BF″：CCCAATCCTCCCTCCATTTA(序列编号5)

″p_2BR″：TGAGCTTTGCAAGGATGTTG(序列编号6)

组合[3](P_1B—P_2A)

″p_1BF″：TCCTGGAGAGCAGAGTGGAT(序列编号7)

″p_1BR″：GGGGTCCCTGGACTACACTT(序列编号8)

″p_2AF″：TTGTTTCCTTCCCTGGCATA(序列编号3)

″p_2AR″：TGCTGTTTTTGCTGTTCTGG(序列编号4)

组合[4](P_1B—P_2B)

″p_1BF″：TCCTGGAGAGCAGAGTGGAT(序列编号7)

″p_1BR″：GGGGTCCCTGGACTACACTT(序列编号8)

″p_2BF″：CCCAATCCTCCCTCCATTTA(序列编号5)

″p_2BR″：TGAGCTTTGCAAGGATGTTG(序列编号6)

<3>扩增产物和候补引物的互补性计算

关于在上述<2>中举出的引物的组合的每个，进行扩增产物和候补引物的互补性计算。求出在使用该引物进行核酸扩增时得到的扩增产物的序列。作为求出扩增产物的序列的方法，可以从模板序列和引物的位置求出。或者，也可以使用e—PCR(http://ncbi.nlm.nih.gov/sutils/e-pcr/)之类的软件求出。使用该软件求出的扩增产物的序列被示于以下。

通过针对X₁的引物P_1A的扩增产物“P1A_产物”：

CCCAAGAGGCAAGCAGTTAGAAAATGCCACTACTCATCCAGATAAAGCACATAAACCCATGCTCTTTTTAAAATGCTGTT

GCTTCCATTTCTTTGCAAGTTAAATGCAAAAGCAACTGTTTTTATGCTACTATATTCATGCAGGCATTTTTCTGATGTAG

CTAATTGTTCCAATGTAAATGTTGTAAGTTGTACACATATTTGTTCTATACAAAATTTACTGTGTAATTTTTAAGATACT

TTTTGATATTATTTACCTACATTTTATCAGAAGTCTGAAAACTTAAGATGAACAGTATGCGTATTTTCAGCCTAAGTTTG

TATAATTCTACCATCAGTTTGGAGAACATTAACATAACATTTAGCAAATGAAAATGCTGTTACTTGGAGAGCTGATTATT

GCTTCCCACTCACTCTTCGGGCCACCTGCCACTGCCTTGGTGCAGAAATGCGAACTAGAAGATGGCATACGCTTCCTGGA

GAGCAGAGTGGATCCCATGTGCCAGCCAGGCCCCCAAAAACTTCTCCAAAGACTTTTCCACTCCGTTTCTAGGAAACAAT

TCTACTTTCTTTCTCCCAGCAACCTCCAAGACTTCC

(序列编号9)

通过针对X₂的引物P_2A的扩增产物“P2A_产物”：

TTGTTTCCTTCCCTGGCATAAGTATGTATTGAAAGTCTCAAAATCAGTCCTTATCTGGAAACTTTTCTCAGACAAAACCA

GTAGCAACAATGTATAAACAGGATATAGATTTATAAAAATTCACCAAAATCTGAAAGACGAAGAAATGGGCCAAGATCCC

CAAGGCCCATTTACAACATCCTTGCAAAGCTCAGAAAACGAAAATTCAAGCCAAGGATCCTTCCATCCACCTCTAAATAA

CTCCACATCCTCATTCCAATGCATGCTGGTTCTGTGAGCTAAGGTCCCTGTTAAGCTTTTGTTTACTCATTTATGAAATG

GAAATAATAACAATAATACCTTCTTTATAGAGTTGTTGTGAAGGTTACATGGAATAATCCATGCAAGTACCTAGCAAAGT

GCTCAGCAAATATCAATATTCAAAAAAGTATTGGCTATAATTCCTAAAAATAAAAAGGATAGAATAATATTTTAGACACA

ACTCCCAAAGAGAAATAACCACACCTTTCTACTTTTCTCCAGAACAGCAAAAACAGCA

(序列编号10)

通过针对X₁的引物P_1B的扩增产物“P1B_产物”：

TCCTGGAGAGCAGAGTGGATCCCATGTGCCAGCCAGGCCCCCAAAAACTTCTCCAAAGACTTTTCCACTCCGTTTCTAGG

AAACAATTCTACTTTCTTTCTCCCAGCAACCTCCAAGACTTCCTAGAATTCTTTGTACTGAAAAGGGAGTATTTTTTTCC

TAAACAACTTATCTTGATTTGTAACCAGTCTACAATGTCATCAAGCATAGTAAAAAGCGTCTGGTGGCACCTCTATGGCG

GCTGAGTCAAAGGAGTGAGATGGATTCTTACAGCATGACTAATTAAGGGGAAAGGCTTCGTGAAAAGGAAGTGAAGGCCT

GACTCACTTGATGGTTCCTTCCCCTGGAATTTTATAGAGGAAATTTAAATCAGTAAACACATTTGAGGAGTCAACATAAA

GAATATTTTACCAGGCCCCAAGGGGCAGAAGAAAGGAAACCAAGGGAATGGTCATCAAGAAATACATATAGTTTCATCCA

GTGGTTCTCAAAGTGTAGTCCAGGGACCCC

(序列编号11)

通过针对X₂的引物P_2B的扩增产物“P2B_产物”：

CCCAATCCTCCCTCCATTTAATCTACCATTTCCAAGTTTGAAATAAAGAATCCAAGTGTTCAAATTCAAAGTGAAGAACT

GGTGAAAATTCTGAATCTGAAGTTATTTTGTAATTGATTCATCCATTTCCCACTACGTCTTTAGGAAGGAGTTAATAGTG

CTATAAAATGCCCCCTCTCAGGATGGAATTTTTGATAGGAGCCCATTTGTGAGCAGGGAAATGATTAAGCATTACAGTAT

TTACTTTATTGTTGCCCTCACTACTGACAAATGCCAAAGTAATGTGGCAAGGACGGAGGAAGAGGGTATTCAATACACAG

CTTCAACACCAGTATTTACGCTGAGAATACTCACCACTGCCTCGTGGTTGTTTCCTTCCCTGGCATAAGTATGTATTGAA

AGTCTCAAAATCAGTCCTTATCTGGAAACTTTTCTCAGACAAAACCAGTAGCAACAATGTATAAACAGGATATAGATTTA

TAAAAATTCACCAAAATCTGAAAGACGAAGAAATGGGCCAAGATCCCCAAGGCCCATTTACAACATCCTTGCAAAGCTCA

(序列编号12)

接着，以与<2>相同的步骤，从引物和扩增产物的每个中选出序列各一个，求出引物和扩增产物的3’末端固定的局部相似性分数。在这里，只要仅了解固定了引物的3’末端时的分数即可，没有必要甚至求出扩增产物的3’末端固定的分数。

进行了互补性计算的引物和扩增产物的组合如下所示。

组合[5](P_1A-P2A_产物)

组合[6](P_1A-P2B_产物)

组合[7](P_1B-P2A_产物)

组合[8](P_1B-P2B_产物)

组合[9](P_2A-P1A_产物)

组合[10](P_2B-P1A_产物)

组合[11](P_2A-P1B_产物)

组合[12](P_2B-P1B_产物)

引物和扩增产物之间的互补性的计算结果即输出的文件中含有的信息的一部分示于图13。在图13中，示出关于该输出文件中基于组合[5](P_1A—P2A_产物)的互补性的计算结果而写出的部分的文字列。该信息包括计算相似性分数的引物序列51以及扩增产物序列52、显示为3’末端的局部相似性分数的信息53、局部相似性分数54、成为相似性的对象的序列长55、以及显示以两个序列匹配的碱基的位置的信息56。

进而，从有关在<2>中得到的引物间(组合[1]～[4])的互补性、以及在<3>中得到引物和扩增产物之间(组合[5]～[12])的互补性的结算结果抽出必要的数据进行汇总的结果示于下述表1、2以及3。

下述表1示出在<2>中得到的引物间(组合[1]～[4])的互补性的计算结果中局部相似性分数的总计(总分数：total score)、成为相似性的对象的序列长的总计(总长度：total length)、以及它们的比(ratio：total score/total length×100)。

表1

下述表2示出在<3>中得到的引物和扩增产物之间(组合[5]～[8])的互补性的计算结果中局部相似性分数的总计(总分数：total score)、成为相似性的对象的序列长的总计(总长度：total length)、以及它们的比(ratio：total score/total length×100)。其中，组合[5]～[8]是在作为扩增产物得到含有X₂的扩增产物的反应溶液中存在的引物以及扩增产物的组合。

表2

下述表3示出在<3>中得到的引物和扩增产物之间(组合[9]～[12])的互补性的计算结果中局部相似性分数的总计(总分数：total score)、成为相似性的对象的序列长的总计(总长度：total length)、以及它们的比(ratio：total score/total length×100)。其中，组合[9]～[12]是在作为扩增产物得到含有X₁的扩增产物的反应溶液中存在的引物以及扩增产物的组合。

表3

在这里，如前所述，“分数(score)”是局部相似性的分数，“长度(length)”是成为相似性的对象的序列长，所以更大的长度、以及更小的分数表示互补性低的程度。因此，关于以分数相对于长度的比例示出的比例，其值越小，表示成为对象的两个序列的互补性越低。这说明作为引物的条件是优选的。这可以通过下述的<4>得到验证。

<4>通过使用选出的引物的扩增量的验证

通过分别使用基于在上述<2>中选出的组合[1]～[4]四种组合的引物，进行四种多重PCR。多重PCR进行30个循环。

PCR产物的扩增量是利用侵入反应进行测定的。通过多重PCR得到含有X₁：“rs3770799”的扩增产物以及含有X₂：“rs3770797”的扩增产物。这些SNP(X₁以及X₂)分别通过侵入反应检测出，所以可以研究各扩增产物的量。

在侵入反应中，通过使用与应该测定的两个PCR产物相对应且附有波长不同的荧光物质的两个探针，可以同时测定两个PCR产物量。随着侵入反应的进展，在各PCR产物，荧光强度上升，但其上升速度对应于PCR产物的扩增量而发生变化。即，在扩增量多的情况下，荧光强度的上升速度快，相反在扩增量少的情况下，荧光强度的上升变慢。将如此测定PCR产物量的结果示于图14以及图15的曲线图。可以从各曲线知道通过含有图中记载的引物—扩增产物的组合的反应体系得到的扩增产物的量。

进而，用最小二乘法计算这些曲线图中扩增曲线的斜率。将其计算结果示于以下的表4(a)以及(b)。

在表4(a)中，关于用于得到含有SNP X₂的扩增产物的反应体系，将扩增曲线的斜率连同使用的引物的组合、该引物间的互补性指数(即在上述表1中得到的比例值)、在反应体系中存在的引物—扩增产物之间的组合、该引物—扩增产物之间的互补性指数(即在上述表2中得到的比例值)等一起显示。

在表4(b)中，关于用于得到含有SNP X₁的扩增产物的反应体系，将扩增曲线的斜率连同使用的引物的组合、该引物间的互补性指数(即在上述表1中得到的比例值)、在反应体系中存在的引物—扩增产物之间的组合、该引物—扩增产物之间的互补性指数(即在上述表3中得到的比例值)等一起显示。

分别如上述表4(a)以及(b)所示，扩增曲线的斜率不能说示出了与引物间的互补性指数的相关，但还是示出了与引物—扩增产物之间的互补性指数的良好相关。即，通过求出引物—扩增产物之间的互补性指数(比例值)，可以评价扩增量。

综上，引物间的互补性指数和引物—扩增产物之间的互补性指数综合来说良好的[2]的组合(即P_1A—P_2B)的引物，有效合成含有SNP X₁的扩增产物以及含有SNP X₂的扩增产物双方，因此，可以评价为最佳的引物。

如此，有效合成多个扩增靶，这证明了与如以往那样仅进行引物间的互补性判断相比，进一步进行引物—扩增产物间的互补性判断有更大影响。

在上述实施例中，示出本发明的范围内的具体实施方式，但本发明并不限于此，还可以通过其他各种实施方式来实施。为此，上述实施例在所有方面均不过是单纯的例示，并非限定性解释。进而，属于技术方案内的等同范围的变更全部在本发明的范围内。

序列表

<110>株式会社岛津制作所

<120>引物设计装置、引物设计程序、以及引物设计服务器装置

<130>G107092WO

<150>JP 2006-184992

<151>2006-07-04

<160>12

<170>PatentIn version 3.1

<210>1

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>1

<210>2

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>2

<210>3

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>3

<210>4

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>4

<210>5

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>5

<210>6

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>6

<210>7

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>7

<210>8

<211>20

<212>DNA

<213>人工

<220>

<223>引物

<400>8

<210>9

<211>596

<212>DNA

<213>人类

<400>9

<210>10

<211>538

<212>DNA

<213>人类

<400>10

<210>11

<211>510

<212>DNA

<213>人类

<400>11

<210>12

<211>560

<212>DNA

<213>人类

<400>12

Claims (15)

1.一种引物设计装置，用于设计用来对核酸中的多个部位进行扩增的一系列引物，其中，具有：

(I)输入部，其用于输入包括用于计算候补引物和扩增产物的互补性的计算指令A的处理指令；

(II)处理部，其用于接收所述计算指令A，对于从多个应该扩增部位选择两个部位时的所有组合，计算与所述两个部位中的一个部位有关的所述候补引物的序列和在所述两个部位中的另一个部位得到的所述扩增产物的序列的互补性并进行评分，通过进行包括上述处理的处理，来决定用于扩增所述多个部位的一系列的引物；

(III)存储部，其用于至少储存：由多个所述候补引物构成的候补引物组且与所述多个应该扩增部位的每个对应的候补引物组的数据、由多个所述扩增产物构成的扩增产物组且所述多个扩增产物的每个能够在所述应该扩增部位的每个通过使用了所述候补引物的扩增反应而得到的扩增产物组的数据、通过所述处理部计算得到的所述互补性的结果、以及通过所述处理部决定的所述一系列的引物；和

(IV)输出部，其用于输出由所述处理部决定的所述一系列引物。

2.如权利要求1所述的引物设计装置，其中，

由所述输入部(I)输入的所述处理指令还包括用于选出所述候补引物组的选出指令B；

在所述处理部(II)中执行的所述处理还包括接收所述选出指令B，至少根据成为扩增对象的核酸的序列、所述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，选出所述候补引物组；

在所述存储部(III)中还至少储存有成为所述扩增对象的核酸的序列、所述核酸中应该扩增部位的信息、以及所述引物设计参数。

3.如权利要求2所述的引物设计装置，其中，

所述引物设计参数包括熔解温度、GC含量、碱基长度、扩增产物长度、碱基序列对目标部位的特异性、以及有关一个部位的引物对的引物分子之间的互补性或引物分子内的互补性。

4.如权利要求1所述的引物设计装置，其中，

由所述输入部(I)输入的所述处理指令还包括用于计算所述扩增产物的计算指令C；

在所述处理部(II)中执行的所述处理还包括接收所述计算指令C，计算如下所示的扩增产物，所述扩增产物能够在所述多个应该扩增部位的每个，至少从扩增对象的核酸序列以及所述候补引物的序列通过扩增反应得到；

在所述存储部(III)中还至少储存有所述扩增对象的核酸序列。

5.如权利要求1所述的引物设计装置，其中，

由所述输入部(I)输入的所述处理指令还包括用于计算所述候补引物彼此的互补性的计算指令D；

在所述处理部(II)中执行的所述处理还包括接收所述计算指令D，计算从所述多个应该扩增部位任意选择两个部位时的与所述两个部位中的一个部位有关的候补引物的序列、和与所述两个部位中的另一个部位有关的候补引物的序列的互补性。

6.一种用于使计算机进行决定用于扩增核酸中多个序列的一系列引物的处理的引物设计程序，其通过进行如下所述的工序，使计算机进行用于从多个候补引物组决定用于扩增所述多个部位的一系列引物的处理，所述工序包括：

至少提供由多个候补引物构成的候补引物组且与多个应该扩增部位的每个对应的候补引物组的数据、和由多个扩增产物构成的扩增产物组且所述多个扩增产物的每个能够在所述应该扩增部位的每个通过使用了所述候补引物的扩增反应而得到的扩增产物组的数据，

接收用于计算所述候补引物和所述扩增产物的互补性的计算指令A，对于从所述多个应该扩增部位选择两个部位时的所有组合，计算与所述两个部位中的一个部位有关的所述候补引物的序列和在所述两个部位中另一个部位得到的所述扩增产物的序列的互补性并进行评分。

7.如权利要求6所述的引物设计程序，其中，

还进行如下所示的工序，所述工序包括：

通过接收用于选出所述候补引物组的选出指令B，至少根据成为扩增对象的核酸的序列、所述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，执行所述候补引物组的选出。

8.如权利要求7所述的引物设计程序，其中，

所述引物设计参数包括熔解温度、GC含量、碱基长度、扩增产物长度、碱基序列对目标部位的特异性、以及有关一个部位的引物对的引物分子之间的互补性或引物分子内的互补性。

9.如权利要求6所述的引物设计程序，其中，

还进行如下所示的工序，所述工序包括：

通过接收用于计算所述扩增产物的计算指令C，计算能够在所述多个应该扩增部位的每个而至少从扩增对象的核酸序列以及所述候补引物的序列通过扩增反应得到的扩增产物。

10.如权利要求6所述的引物设计程序，其中，

还进行如下所示的工序，所述工序包括：

通过接收用于计算所述候补引物彼此的互补性的计算指令D，计算从所述多个应该扩增部位任意选择两个部位时的与所述两个部位中的一个部位有关的候补引物的序列、和与所述两个部位中的另一个部位有关的候补引物的序列的互补性。

11.一种引物设计服务器装置，能通过网络与其他计算机通信，用于设计用来扩增核酸中多个部位的一系列引物，其中，具有：

(V)接收部，其用于接收从其他计算机发送并包括用于计算候补引物和扩增产物的互补性的计算指令A的处理指令；

(VI)处理部，其用于接收所述计算指令A，对于从多个应该扩增部位选择两个部位时的所有组合，计算与所述两个部位中的一个部位有关的所述候补引物的序列和在所述两个部位中的另一个部位得到的所述扩增产物的序列的互补性并进行评分，通过进行包括上述处理的处理，来从所述多个候补引物组中决定用于扩增所述多个部位的一系列的引物；

(VII)存储部，其用于储存：由多个所述候补引物构成的候补引物组且与所述多个应该扩增部位的每个对应的候补引物组的数据、由多个所述扩增产物构成的扩增产物组且所述多个扩增产物的每个能够在所述应该扩增部位的每个通过使用了所述候补引物的扩增反应而得到的扩增产物组的数据、通过所述处理部计算得到的所述互补性的结果、以及通过所述处理部决定的所述一系列的引物；和

(VIII)发送部，其用于向其他计算机发送由所述处理部决定的所述一系列引物。

12.如权利要求11所述的引物设计服务器装置，其中，

由所述接收部(V)接收的所述处理指令还包括用于选出所述候补引物组的选出指令B；

在所述处理部(VI)中执行的所述处理还包括接收所述选出指令B，至少根据成为扩增对象的核酸的序列、所述核酸中应该扩增部位的信息、以及引物设计参数，选出所述候补引物组；

在所述存储部(VII)中还至少储存有成为所述扩增对象的核酸的序列、所述核酸中应该扩增部位的信息、以及所述引物设计参数。

13.如权利要求12所述的引物设计服务器装置，其中，

所述引物设计参数包括熔解温度、GC含量、碱基长度、扩增产物长度、碱基序列对目标部位的特异性、以及有关一个部位的引物对的引物分子之间的互补性或引物分子内的互补性。

14.如权利要求11所述的引物设计服务器装置，其中，

由所述接收部(V)接收的所述处理指令还包括用于计算所述扩增产物的计算指令C；

在所述处理部(VI)中执行的所述处理还包括接收所述计算指令C，计算如下所示的扩增产物，所述扩增产物能够在所述多个应该扩增部位的每个，至少从扩增对象的核酸序列以及所述候补引物的序列通过扩增反应得到；

在所述存储部(VII)中还至少储存有所述扩增对象的核酸序列。

15.如权利要求11所述的引物设计服务器装置，其中，

由所述接收部(V)接收的所述处理指令还包括用于计算所述候补引物彼此的互补性的计算指令D；

在所述处理部(VI)中执行的所述处理还包括接收所述计算指令D，计算从所述多个应该扩增部位任意选择两个部位时的与所述两个部位中的一个部位有关的候补引物的序列、和与所述两个部位中的另一个部位有关的候补引物的序列的互补性。

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