DNA 連接計算器
輸入載體質量、載體與插入片段長度及目標摩爾比，即時算出連接反應所需的插入片段質量（ng），提升選殖成功率。
輸入資料
計算結果
重點速覽：DNA 連接反應（ligation）是分子選殖中把插入片段（insert）接入載體（vector）的關鍵步驟。由於連接效率取決於兩者的「分子數之比」而非質量之比，而較長的 DNA 在相同質量下分子數較少，故須依長度換算。所需插入片段質量為：ng insert = ng vector × (kb insert ÷ kb vector) × (insert:vector 摩爾比)。設定合適的摩爾比（黏性末端常用 3:1、平滑末端可到 5:1）能提高重組質體形成、降低載體自環化，是提升選殖成功率的核心。
計算公式
所需插入質量：ng insert = ng vector × (kb insert ÷ kb vector) × 摩爾比。
此式將「質量」依 DNA 長度換算為「分子數」後套用目標摩爾比。
$$ng_{insert} = ng_{vector} \times \frac{kb_{insert}}{kb_{vector}} \times (\text{insert:vector})$$$$\text{摩爾比} = \frac{\text{插入片段分子數}}{\text{載體分子數}}$$使用說明
- 填入載體質量（ng）、載體長度（kb）與插入片段長度（kb）。
- 設定目標摩爾比（黏性末端常用 3:1，平滑末端可用 5:1）。
- 系統即時算出應加入的插入片段質量（ng），依此配置連接反應。
常見連接反應的插入片段質量（載體 50 ng）
| 載體長度 (kb) | 插入長度 (kb) | 摩爾比 | 所需插入質量 (ng) |
|---|---|---|---|
| 3 | 1 | 1 : 1 | 16.67 |
| 3 | 1 | 3 : 1 | 50.00 |
| 3 | 1 | 5 : 1 | 83.33 |
| 5 | 1 | 3 : 1 | 30.00 |
| 3 | 2 | 3 : 1 | 100.00 |
插入片段越短、摩爾比越高，需要的插入質量越少或越多；相同摩爾比下，載體越長則相對需要的插入質量越少。
理財情境案例
標準 3:1 黏性末端連接
載體 50 ng、長 3 kb，插入片段長 1 kb，採 3:1 摩爾比。
ng insert = 50 × (1 ÷ 3) × 3 = 50 ng。
配置 50 ng 載體 + 50 ng 插入片段即達 3:1，適用於一般帶黏性末端的選殖。
長載體、短插入的 1:1 連接
載體 100 ng、長 5 kb，插入片段長 1 kb，採 1:1 摩爾比。
ng insert = 100 × (1 ÷ 5) × 1 = 20 ng。
因載體較長、插入片段較短，僅需 20 ng 插入片段即與載體等摩爾，避免加入過量插入 DNA。
常見問題
為什麼連接要用摩爾比而非質量比？
連接反應的成敗取決於載體與插入片段的「分子數」相對比例，而非重量。相同質量下，較長的 DNA 分子數較少。若直接用等質量混合，長片段的分子數會偏少，難以達到理想的連接化學計量，因此必須依長度把質量換算為分子數（摩爾）比。
應該用多少摩爾比？
常用起點是插入:載體 3:1。帶相容黏性末端者 1:1 至 3:1 通常足夠；平滑末端或連接效率較低時可提高到 5:1 甚至更高，以增加插入片段被接上的機會。若出現大量自環化或空載體，也可調整比例並加入去磷酸化步驟。
載體要加多少？
一般反應載體用量約 20–100 ng。載體過多會增加自連與背景，過少則轉化效率低。先固定一個合理的載體量（如 50 ng），再依目標摩爾比與片段長度算出對應的插入片段質量即可。
算出的質量是體積還是純量？
算出的是插入片段的 DNA 質量（ng）。實際操作時需先量測插入片段儲液的濃度（ng/µL），再換算成應取用的體積（µL = 所需 ng ÷ 濃度），並確保總反應體積與緩衝液、連接酶比例得當。
平滑末端和黏性末端的連接有何不同？
黏性末端因互補突出序列能先退火配對，連接效率高、方向可控；平滑末端無突出序列、配對機率低、無方向性，效率較低。因此平滑末端連接常需更高的插入:載體摩爾比、更長的連接時間或更高濃度的連接酶來補償。
相關工具
參考資料
內容審核：香港計算器科學團隊。連接摩爾比依 ng insert = ng vector × (kb insert / kb vector) × ratio 標準公式計算。