DNA 拷贝数计算器

根据 DNA 片段长度和明确的分子量假设,在 DNA 质量与拷贝数之间快速双向换算。

计算 DNA 质量、拷贝数与浓度

结果
总拷贝数
2.912e+7
总质量
150 ng
总物质的量
4.836e-5 pmol
每 bp/base 的摩尔质量
660 g/mol
估算分子量
3.102e+9 g/mol
每 µL 拷贝数
2.912e+7 copies/µL
每 µL 质量
150 ng/µL
代入后的公式
copies = (150 ng × 6.0221e+23) / (4.700e+6 × 660)

如何使用本计算器

很多竞品要么只停留在 pmol,要么把拷贝数计算过程藏起来。本页把关键步骤直接展开。

1

选择 DNA 类型

质粒、PCR 产物、线性双链片段请选择 dsDNA;单链模板请选择 ssDNA 或 ssRNA。

2

输入长度

dsDNA 请输入 bp 长度,ssDNA/ssRNA 请输入 nt 长度。

3

输入质量或拷贝数

选择换算方向,然后输入 DNA 质量或拷贝数。

4

需要时补充体积

如果还要估算工作液浓度,请补充体积,系统会给出 copies/µL 和 ng/µL。

公式与变量说明

本计算器把核心数学关系直接展开。质量转拷贝数时,从 ng/µL 的 DNA 浓度出发;拷贝数转质量时,则使用同一套长度和单链/双链分子量假设反推。

把 ng/µL 转成 copies/µL
copies/µL=C × NₐL × W × 10⁹

其中 C 为 ng/µL 浓度,L 为片段长度,W 为每个 bp 或 nt 的平均分子量,10⁹ 用于把 ng 换算成 g。

把 copies 反算成质量
mass (ng)=copies × L × WNₐ× 10⁹

仍然使用同样的长度和分子量假设,最后乘以 10⁹,把结果从 g 转回 ng。

C:DNA 浓度

当你想得到 copies/µL 时,这里应填入实测 stock 浓度,单位为 ng/µL。

L:片段长度

应使用完整分子长度。对质粒来说,是 backbone 加 insert 的总长度,而不是只填 insert。

W:平均碱基分子量

dsDNA 用 660 g/mol/bp,ssDNA 用 330 g/mol/nt,ssRNA 用 340 g/mol/nt;若需要精确分子量,应改用按序列计算的工具。

Nₐ:阿伏伽德罗常数

6.022×10²³ molecules/mol,用于把摩尔质量和实际分子数连接起来。

假设与限制

本计算器刻意采用简洁、可审阅的湿实验近似模型,方便快速复核。

本页使用的分子量假设
双链 DNA(dsDNA)660 g/mol/bp
单链 DNA(ssDNA)330 g/mol/nt
单链 RNA(ssRNA)340 g/mol/nt
  • dsDNA 按每个碱基对 660 g/mol 估算。
  • ssDNA 按每个核苷酸 330 g/mol 估算。
  • ssRNA 按每个核苷酸 340 g/mol 估算。
  • 精确分子量会受碱基组成、末端化学状态和修饰影响。

带数据的示例计算

下面的例子按照实验里最常见的问题来展开:先算 stock 的 copies/µL,再在已知目标分子数时反算所需质量。

示例 1:4.7 Mb dsDNA,浓度 150 ng/µL

已知条件

实测 stock 浓度 = 150 ng/µL,完整模板长度 = 4,700,000 bp,分子类型 = dsDNA,因此 W = 660 g/mol/bp。

代入公式
copies/µL=150 × 6.022×10²³4.7×10⁶ × 660 × 10⁹
=2.91 × 10⁷ copies/µL
结果

这个 stock 大约含有 2.91×10⁷ copies/µL。

实验上为什么重要

在做标准曲线、spike-in 或绝对定量对照之前,通常首先需要得到这个 copies/µL 数值。

示例 2:500 bp dsDNA 的 1×10⁹ copies 对应多少质量?

已知条件

目标分子数 = 1×10⁹,片段长度 = 500 bp,分子类型 = dsDNA,因此仍然使用 660 g/mol/bp 的假设。

代入公式
mass (ng)=1×10⁹ × 500 × 6606.022×10²³× 10⁹
=0.548 ng
结果

所需 DNA 质量约为 0.548 ng。

实验上为什么重要

这个结果故意很小,说明低拷贝标准品通常不靠直接称量,而是从高浓度 stock 逐级稀释得到。

算出拷贝数之后,下一步往往是配工作液

当你已经知道 stock 的 copies/µL,接下来最常见的问题就是该加多少 stock、多少水。这一步和 dilution 页面使用的是同一套逻辑。

由目标 copies/µL 反推 stock 体积
Vstock=Ctarget × VfinalCstock

这里把拷贝数浓度当作浓度单位处理。Ctarget 是目标 copies/µL,Vfinal 是最终反应或分装体积,Cstock 是实测 stock 的 copies/µL。

示例 3:配置 10 µL、2.0×10⁶ copies/µL 的工作液

已知条件

沿用示例 1 的 stock,因此 Cstock = 2.91×10⁷ copies/µL。目标浓度 = 2.0×10⁶ copies/µL,最终体积 = 10 µL。

代入公式
Vstock=2.0×10⁶ × 102.91×10⁷
=0.687 µL
water=10 - 0.687 = 9.313 µL
结果

需要加入 0.687 µL stock,再补 9.313 µL 水。

实验上为什么重要

如果算出来的 stock 体积太小,不利于准确移液,建议先配一个中间稀释液,再去配最终工作液。

在真正相信结果前,先检查这三点

使用完整构建长度

质粒请填写完整质粒长度。若只填 insert 长度,会把拷贝数高估。

同一流程内保持同一种假设

不要在同一套实验里来回切换 dsDNA、ssDNA 和 ssRNA 假设。标准曲线和汇报值应统一口径。

精确分子量仍需序列级工具

如果你要的是寡核苷酸精确分子量,请进一步考虑碱基组成、修饰以及末端化学状态。

算出拷贝数后还要继续配标准梯度?

已知目标 stock 后,可用稀释计算器继续生成工作浓度与加样体积。

打开溶液稀释计算器
还需要结合序列组成分析?

如果你还关心引物设计或扩增行为,可继续查看 GC 含量。

打开 GC 含量计算器

常见问题

什么时候选 dsDNA,什么时候选 ssDNA?

质粒、PCR 产物和其他双链片段选 dsDNA;单链模板、探针或寡核苷酸选 ssDNA。

为什么不同网站算出来的拷贝数会略有差异?

因为不同工具采用的分子量假设不同。有些用 660 g/mol/bp 的近似值,有些会进一步考虑碱基组成或末端修正。

体积是必填项吗?

不是。只有在你需要 copies/µL 或 ng/µL 这类浓度结果时才需要填写体积。

这个工具能用于寡核苷酸精确分子量计算吗?

可以做快速估算,但若需要精确值,应使用考虑实际序列、修饰和末端状态的专门分子量工具。

实验提示

用于 qPCR 标准曲线时

整套标准曲线应保持同一种 DNA 类型与分子量假设,避免内部不一致。

用于质粒时

请使用完整质粒长度,而不是仅使用插入片段长度。

用于结果共享时

如果同事给的是 copies,而你需要回算质量,最好确认对方使用的片段长度和假设。

页面更新说明

本页参考了 Omni Calculator 的 DNA copy number 页面,但最终按本网站 dilution 页面的教学方式重排:先给公式,再给真实代入数字,最后讲如何继续配工作液。