pcr就是利用dna聚合酶對特定基因做體外或試管內in vitro的大量合成，基本上它是利用dna聚合酶進行專一性的連鎖復制。目前常用的技術，可以將一段基因復制為原來的一百億至一千億倍。根據dna擴增的目的和檢測的標準，可以將pcr儀分為普通pcr儀，梯度pcr儀，原位pcr儀，實時熒光定量pcr儀四類。
基本要素
基本的pcr須具備
1.要被復制的dna模板 template
2.界定復制范圍兩端的引物primers.
3.dna聚合酶taq. polymearse
4.合成的原料（四種脫氧核苷酸）及水。
工作原理
利用升溫使dna變性，在聚合酶的作用下使單鏈復制成雙鏈，進而達到基因復制的目的。
反應步驟
分別是1. denaturation 2. annealing of primers,3. extension of primers。 所謂 denaturing乃是將dna加熱（至90~95℃）變性， 將雙股的dna加熱后轉為單股dna以做為復制的模板. 而annealing 則是令 primers于一定的溫度下（冷卻至55~60℃）附著于模板dna兩端。 最后在dna聚合酶e.g. taq-polymerase 的作用下（加熱至70~75℃）進行引物的延長 extension of primers及另一股的合成。
pcr的最早設想核酸研究已有100多年的歷史，二十世紀60年代末、70年代初人們致力于研究基因的體外分離技術，korana于1971年最早提出核酸體外擴增的設想：“經過dna變性，與合適的引物雜交，用dna聚合酶延伸引物，并不斷重復該過程便可克隆trna基因”。
實現
1985年美國pe-cetus公司人類遺傳研究室的mullis 等發(fā)明了具有劃時代意義的聚合酶鏈反應。其原理類似于dna的體內復制，只是改進與完善mullis最初使用的dna聚合酶是大腸桿菌 dna 聚合酶 i 的klenow片段，其缺點是：
①klenow酶不耐高溫， 90℃會變性失活，每次循環(huán)都要重新加。
②引物鏈延伸反應在37℃下進行，容易發(fā)生模板和引物之間的堿基錯配，其pcr產物特異性較差，合成的dna片段不均一。此種以klenow酶催化的pcr技術雖較傳統(tǒng)的基因擴增具備許多突出的優(yōu)點，但由于klenow酶不耐熱，在dna模板進行熱變性時，會導致此酶鈍化，每加入一次酶只能完成一個擴增反應周期，給pcr技術操作程序添了不少困難。這使得pcr技術在一段時間內沒能引起生物醫(yī)學界的足夠重視。
1988年初，keohanog改用t4 dna聚合酶進行pcr，其擴增的dna片段很均一，真實性也較高，只有所期望的一種dna片段。但每循環(huán)一次，仍需加入新酶。
1988年saiki 等從溫泉中分離的一株水生嗜熱桿菌thermus aquaticus 中提取到一種耐熱dna聚合酶。 此酶具有以下特點：①耐高溫，在70℃下反應2h后其殘留活性大于原來的90%，在93℃下反應2h后其殘留活性是原來的60%，在95℃下反應2h后其殘留活性是原來的40%。②在熱變性時不會被鈍化，不必在每次擴增反應后再加新酶。③大大提高了擴增片段特異性和擴增效率，增加了擴增長度2.0kb。由于提高了擴增的特異性和效率，因而其靈敏性也大大提高。為與大腸桿菌多聚酶iklenow片段區(qū)別，將此酶命名為taqdna多聚酶taq dnapolymerase。此酶的發(fā)現使pcr廣泛的被應用。
分類
普通的pcr儀
把一次pcr擴增只能運行一個特定退火溫度的pcr儀，叫傳統(tǒng)的pcr儀，也叫普通pcr儀。如果要做不同的退火溫度需要多次運行。主要是做簡單的，對目的基因退火溫度的擴增。該儀器主要應用于科研研究，教學，醫(yī)學臨床，檢驗檢疫等機構。
梯度pcr儀
把一次性pcr擴增可以設置一系列不同的退火溫度條件（溫度梯度），通常有12種溫度梯度，這樣的儀器就叫梯度pcr儀。因為被擴增的不同dna片段，其最適退火溫度是不同的，通過設置一系列的梯度退火溫度進行擴增，從而一次性pcr擴增，就可以篩選出表達量高的最適退火溫度，進行有效的擴增。主要用于研究未知dna退火溫度的擴增，這樣節(jié)約成本的同時也節(jié)約了時間。主要用于科研，教學機構。梯度pcr儀，在不設置梯度的情況下也可以做普通pcr擴增。具有雙槽梯度的不多，領成具備此功能。
原位pcr儀
用于從細胞內靶dna的定位分析的細胞內基因擴增儀，如病源基因在細胞的位置或目的基因在細胞內的作用位置等。是保持細胞或組織的完整性，使pcr反應體系滲透到組織和細胞中，在細胞的靶dna所在的位置上進行基因擴增，不但可以檢測到靶dna，又能標出靶序列在細胞內的位置，于分子和細胞水平上研究疾病的發(fā)病機理和臨床過程及病理的轉變有重大的實用價值。
實時熒光定量pcr儀
在普通pcr儀的基礎上增加一個熒光信號采集系統(tǒng)和計算機分析處理系統(tǒng)，就成了熒光定量pcr儀。其pcr擴增原理和普通pcr儀擴增原理相同，只是pcr擴增時加入的引物是利用同位素、熒光素等進行標記，使用引物和熒光探針同時與模板特異性結合擴增。擴增的結果通過熒光信號采集系統(tǒng)實時采集信號連接輸送到計算機分析處理系統(tǒng)得出量化的實時結果輸出。把這pcr儀叫做實時熒光定量pcr儀(qpcr儀）

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