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PCR基因擴(kuò)增儀的工作原理

日期：2025-08-03 12:45

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摘要：

什么是PCR技術(shù)？ PCR（Polymerase Chain Reaction）技術(shù)，中文譯為聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，是一種在體外（試管、切片…）擴(kuò)增核酸的技術(shù)。PCR的基本反應(yīng)包括以DNA為模板的反應(yīng)和以mRNA為模板的反應(yīng)。 PCR技術(shù)是模擬體內(nèi)天然DNA（脫氧核糖核酸）的復(fù)制過程。以擴(kuò)增DNA為例，其基本原理是在模板、引物、4種dNTP和耐熱DNA聚合酶存在的條件下，特異擴(kuò)增位于兩段已知序列之間的DNA區(qū)段的酶促合成反應(yīng)。

PCR基因擴(kuò)增儀的工作原理是怎樣的？ PCR反應(yīng)一般設(shè)置20~40次循環(huán)，每一循環(huán)包括高溫變性、低溫退火、中溫延伸三步反應(yīng)。每一循環(huán)的產(chǎn)物作為下一個循環(huán)的模板。PCR的擴(kuò)增效率很高，如果循環(huán)次數(shù)是30次，那么新生DNA片段理論上達(dá)到230拷貝（約為109個分子）。 PCR反應(yīng)每個循環(huán)的三個基本反應(yīng)步驟如下：①模板DNA的變性：模板DNA經(jīng)加熱至94℃左右一定時間后，使模板DNA雙鏈或經(jīng)PCR擴(kuò)增形成的雙鏈DNA產(chǎn)物解離，使之成為單鏈，以便它與引物結(jié)合，為下輪反應(yīng)作準(zhǔn)備；②模板DNA與引物的退火（復(fù)性）：模板DNA經(jīng)加熱變性成單鏈后，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補(bǔ)序列配對結(jié)合；③引物的延伸：溫度升到72℃左右，DNA模板－引物結(jié)合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應(yīng)原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復(fù)制原理，合成一條新的與模板DNA 鏈互補(bǔ)的半保留復(fù)制鏈。重復(fù)循環(huán)變性－－退火－－延伸三過程，就可獲得更多的“半保留復(fù)制鏈”，而且這種新鏈又可成為下次循環(huán)的模板。每完成一個循環(huán)需 2～4分鐘，2～3小時就能將待擴(kuò)目的基因擴(kuò)增放大幾百萬倍。到達(dá)平臺期（Plateau）所需循環(huán)次數(shù)取決于樣品中模板的拷貝。 PCR技術(shù)的特異性取決于引物與模板結(jié)合的特異性。 PCR儀也叫基因擴(kuò)增儀，它是利用PCR技術(shù)對特定基因做體外的大量合成，用于以檢測DNA/RNA為目的的各種基因分析。

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