核酸杂交能够发生, 其根本原因在于双螺旋结构的互补碱基配对规则、这种特异性结合不是偶然的、是基于氢键形成的精确热力学平衡、而理解这一过程对于掌握基因检测至关重要, 并对于掌握亲子鉴定至关重要、还对于掌握疾病诊断等核心技术至关重要。
氢键如何锁定A与T、C与G？
由沃森与克里克提出的双螺旋模型, 揭示了生命遗传的核心秘密, 腺嘌呤（A）始终与胸腺嘧啶（T）进行配对, 鸟嘌呤（G）一直和胞嘧啶（C）进行配对, 此种配对并非随意而为, 乃是由碱基的化学结构所决定的, A和T之间形成两个氢键, 而G和C之间形成三个氢键, 氢键的数量以及位置决定了配对的稳定性, 这便是GC含量较高的DNA片段更耐高温的缘由。
溶液里, 单链核酸分子凭借碰撞寻觅互补序列，两条链靠近之际, 碱基间疏水作用与范德华力促使它们彼此吸引, 一旦寻得正确伙伴, 氢键快速形成, 把两条链紧紧锁定到一起, 此过程类似于拼图, 唯有形状全然吻合的碎片方可嵌合, 这般高度特异性让科学家能够借助已知序列探针检测未知样本里的靶序列。
温度与盐浓度怎样影响杂交效率？
在实验操作期间, 温度属于控制杂交特异性的关键变量。高温的情况下, 会致使氢键断裂, 进而造成双链解离。低温的情形下, 则有可能引发非特异性结合, 也就是错误序数凑聚一处。所以, 需要一个恰当退火温度, 既能让目标序列稳固结合, 又能够排除背景噪音。平常, 该温度略低于脱氧核糖核酸熔解温度（Tm值）, 以此确保更优特异性结合成效。
盐浓度同样起着关键作用, 核酸骨架之上的磷酸基团带有负电荷, 相互之间有静电斥力, 阳离子像钠离子能够中和这些负电荷, 降低斥力, 进而助推双链的形成, 恰当的离子强度有益于维系杂交复合物的稳定性, 要是盐浓度过低, 哪怕序列互补, 双链也兴许因静电排斥而难以稳定存在, 相反, 过高的盐浓度可能致使非特异性沉淀, 影响实验结果的精确性。
