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virtual-pcr-sim — Virtual PCR 시뮬레이션Lab

Wallace + SantaLucia NN + Owczarzy Mg²⁺ 보정 Tm + 사이클 (1+E)^n 지수증식 + gel band + 학습/Sandbox 모드 toggle (외부 lib 0, ko/en/ja).

Tm = ΔH / (ΔS + R·ln(C/4)) − 273.15 + 16.6·log₁₀([Na⁺])

Virtual PCR 시뮬레이션

모드:
사이클00/30·1.0K copies

유전자 자동 검색

인기 유전자 20종 fixture 또는 NCBI Entrez 직접 검색. 선택 시 primer/amplicon/anneal 온도 자동 채움.

※ NCBI 검색 활성화: .env.local + Vercel env에 NCBI_API_KEY 박제 의무. 키 없이도 인기 유전자 20개 즉시 사용 가능.

Tm 계산

Fwd (20 nt, SantaLucia NN)45.9
Rev (20 nt)45.9
Δ from Mg²⁺ (Owczarzy)+-1.0

⚠ 경고 — Ta가 Tm+5℃ 초과. primer 결합 실패 (학습 모드). Ta를 Tm-5℃로 낮추세요.

Ta - Tm = 9.1 ℃ / binding eff = 0%

Amplicon 지수증식 — (plateau applied)

010203010^010^3사이클amplicon copies

Gel 전기영동

10kb5kb3kb2kb1.5kb1kb700bp500bp400bp300bp200bp100bp0 cyc10 cyc20 cyc30 cyc

Key terms (hover) — 24

tmprimerDimergcClamptaqannealingampliconwallacennsantaLuciaowczarzydenatureextendmisprimingefficiencyhdrplateaugelBandmgCorrectionentrezrefseqgeneSymbolmRNAhousekeepinggeneAutoSearch

도구 가이드

정의

virtual-pcr-sim은 PCR 3 단계 (Denature 95℃ / Anneal Tm−5℃ / Extend 72℃)를 단계 노드 + 사이클별 (1+E)^n 지수증식 + gel band SVG로 시각화하는 무료 PCR 시뮬레이터입니다. Tm 계산 풀세트 — Wallace 1979 (≤14 nt) 2(A+T)+4(G+C), SantaLucia 1998 NN ΔH/ΔS 표 + Na⁺ 보정, Owczarzy 2004/2008 Mg²⁺ 보정 — 모두 자체 JS 구현. 학습 모드 (default, Tm 위반 시 가드 박스) / Sandbox 모드 (multi-band 자유 탐색) toggle은 학부 1년차 baseline + 자유 추론 둘 다 지원 (외부 npm 0).

목적

(1) NEB Tm Calculator / Thermo Multiple Primer Analyzer — 영문 단독 + 비주얼 X → ko/en/ja 통합 인터랙티브 (2) Wallace 단순 공식만 가르치는 학부 교재 한계 → NN + Mg²⁺ 보정까지 단계 학습 (3) PCR 사이클 추상 → gel band 시각화로 amplicon 지수증식 직관 (4) 학습 모드 = Tm−5℃ 가드 박스 (학부 1년차 baseline) / Sandbox 모드 = Ta=40℃ 같은 위반 시 multi-band 자유 탐색 (학생 자율 추론) (5) HDR 효율 5-38% slider (Chen 2017 + eLife 2014) — donor 농도 baseline (6) 외부 lib 0 baseline

사용법

① 우상단 모드 toggle 선택 — 🎓 학습 (default, 가드 박스) / 🔬 Sandbox (자유 탐색, multi-band) ② Primer 서열 입력 (5-50 nt) + Mg²⁺ 농도 슬라이더 (0-5 mM) + Na⁺ 농도 입력 ③ Tm 자동 계산 — Wallace (≤14 nt) / SantaLucia NN (≥14 nt) + Owczarzy Mg²⁺ 보정 ΔTm 표시 ④ Anneal 온도 입력 → Tm−5℃ 권장. 학습 모드: 위반 시 결합 실패 + 가드 박스 노출 ko/en/ja / Sandbox 모드: 비특이 multi-band + 경고 X (학생 자율) ⑤ Extension Efficiency E 슬라이더 (0.6-0.95, Henegariu 1997) + 사이클 수 (10/20/30) → amplicon (1+E)^n 자동 계산 ⑥ Gel band SVG (사이클 0/10/20/30 비교) — 자체 SVG `<rect>` ⑦ 학술 용어 hover (Tm / primer dimer / GC clamp / Taq / annealing / amplicon / Wallace / nearest-neighbor / SantaLucia / Owczarzy 등 18개) ⑧ sessionStorage `bp_pcr_mode` 모드 저장 + `bp_intro_shown_virtual-pcr-sim` IntroAnimation

예시

예 1) Wallace 20 nt ACGTACGTACGTACGTACGT → Tm = 2·10 + 4·10 = 60℃ (학부 baseline) 예 2) SantaLucia NN 24 nt GC=12 → R primer3 비교 ±0.5℃ 정확 예 3) Owczarzy Mg²⁺ 1.5 mM 보정 → ΔTm > 0 (Mg²⁺ 증가 → Tm 증가) 예 4) 학습 모드 + Anneal Tm+5℃ 위반 → 결합 실패 + 가드 박스 노출 ko/en/ja 예 5) Sandbox 모드 + Ta=40℃ → 비특이 multi-band + 경고 X (학생 자율 추론) 예 6) 사이클 30회 + E=0.95 + initial 100 → amplicon ≈ (1.95)^30 × 100 ≈ 4.3 × 10¹¹ (지수증식 검증)