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【Experimental Techniques Series- Loop-mediated Isothermal Amplification (LAMP)】

Date: 2026-8-7

恆溫式圈環形核酸增幅法 (Loop-mediated Isothermal Amplification, LAMP)，是一種能在單一穩定溫度下快速複製DNA的基因增幅技術。它的三大核心特色為：60–65°C恆溫反應、使用具鏈置換活性的Bst DNA聚合酶、以及辨識標的基因多個區域的專屬引子。相較於傳統PCR，LAMP不需昂貴的溫度控制反應儀，能在30到60分鐘內製造出大量的DNA。

📌 反應的三大要素

恆溫條件：溫度維持在 60°C 至 65°C 之間，不需要加熱到高溫來打開雙股DNA。
關鍵酵素：需使用 Bst DNA polymerase，它具備強大的鏈置換 (strand displacement)活性，能一邊合成新DNA、一邊推開舊的DNA股。
專屬引子：針對目標基因的 6 個獨立區域設計 4 到 6 條引子 (包含內引子 FIP/BIP、外引子 F3/B3 及選配的環引子 LF/LB)，因此專一性極高。

📌 運作原理與步驟

構造啟動：內引子 (FIP/BIP)先結合到目標DNA，接著外引子 (F3/B3)進行股置換延伸，釋放出帶有特殊莖環 (stem-loop)結構的單股DNA。
環狀循環：這個莖環結構自身可以當作模板繼續延伸，而新的引子也能快速結合到環狀區域，展開連續的滾環式 (rolling-circle)增幅。
指數擴增：整個反應不斷重複「引子結合、鏈置換、自我延伸」的過程，在短時間內製造出大量不同長度的單股與雙股環狀DNA。

📌 優點與結果判讀

快速簡便：不需複雜的PCR溫度控制反應儀，肉眼或簡單儀器即可觀察結果。
副產物檢測：LAMP成功擴增DNA則會釋放出焦磷酸根 (Pyrophosphate)，會和反應中的溶液鎂離子 (Mg2+)產生不溶於水的焦磷酸鎂 (Magnesium Pyrophosphate)白色沈澱物。只要看試管內有沒有變混濁，或是加入螢光染劑觀察顏色變化，就能直接判斷結果是否為陽性。

特性	恆溫式圈環形核酸增幅法 (LAMP)	傳統聚合酶鏈反應 (PCR)
反應溫度	恆溫 (60℃ ~65℃)，水浴槽或一般加熱塊即可反應。	變溫循環 (50℃ ~95℃)，必須使用精密溫控熱循環儀。
特異性	極高。使用 4-6 條引子同時辨識 6-8 個專一性區域，極難發生錯配。	中等。僅使用 1 對 (2 條)引子辨識標的。
反應時間	極快。通常只需 30 ~ 45 分鐘。	較慢。通常需要 1.5 ~ 2 小時。
結果判讀	多元且肉眼可見。反應會產生大量副產物 (焦磷酸鎂沉澱)，可直接透過肉眼觀察混濁度，或加入螢光染劑、pH 指示劑觀察顏色變化 (如：粉紅變黃)。	較繁瑣。通常需要透過後續的膠體電泳或即時螢光偵測系統 (qPCR)。

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