PCR基因擴增儀的工作原理

基因擴增儀性能，能滿足不同工作環境的多種需求?？捎米饕跃酆厦告準椒磻獮樘卣鞯?、以檢測DNA/RNA為目的的各種病原體檢測及基因分析?；驍U增儀廣泛應用于分子生物學、醫學、食品工業、司法科學、生物技術、環境科學、微生物學、臨床診斷、流行病學、遺傳學、基因芯片、基因檢測、基因克隆、基因表達等領域。

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1、基因擴增的基本要素

　　基因擴增的基本要素與DNA復制的基本要素是一致的。

　?、貲NA模板：待拷貝的DNA稱為模板，它可以是雙鏈DNA也可是單鏈DNA，后擴增得到的產物是雙鏈狀態的。

　?、谝铮菏荄NA復制的先鋒，就象結晶過程中的晶核，引導DNA的合成。在PCR擴增中一般使用合成的寡核苷酸作引物。

　?、跠NA聚合酶(TaqDNA聚合酶)：是DNA復制的動力，在dNTP等底物存在時在引物的引導下沿著模板DNA合成互補的DNA鏈。

　?、芫彌_液：提供DNA合成反應所需的pH，離子強度等環境。

　?、?種單核苷酸：dNTP，提供DNA合成原料。

2、基因擴增儀原理

　　基因擴增儀是利用PCR技術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。

　　PCR反應一般設置20~40次循環，每一循環包括高溫變性、低溫退火、中溫延伸三步反應。每一循環的產物作為下一個循環的模板。PCR的擴增效率很高，如果循環次數是30次，那么新生DNA片段理論上達到230拷貝(約為10⁹個分子)。PCR反應每個循環的三個基本反應步驟如下：

　?、倌０錎NA的變性：模板DNA經加熱至94℃左右一定時間后，使模板DNA雙鏈或經PCR擴增形成的雙鏈DNA產物解離，使之成為單鏈，以便它與引物結合，為下輪反應作準備;

　?、谀０錎NA與引物的退火(復性)：模板DNA經加熱變性成單鏈后，溫度降至55℃左右，引物與模板DNA單鏈的互補序列配對結合;

　?、垡锏难由欤簻囟壬?2℃左右，DNA模板-引物結合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應原料，靶序列為模板，按堿基配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的半保留復制鏈。重復循環變性-退火-延伸三過程，就可獲得更多的“半保留復制鏈”，而且這種新鏈又可成為下次循環的模板。每完成一個循環需2～4分鐘，2～3小時就能將待擴目的基因擴增放大幾百萬倍。到達平臺期所需循環次數取決于樣品中模板的拷貝。

基因擴增儀的用途

　　基因擴增儀靈敏度高，操作起來簡便、快捷，加上對特定基因樣本純度要求低，因而被廣泛地運用在以下檢測活動中:

　　1、醫學和健康檢驗機構臨床診斷，用于判斷檢體中是否會表現某遺傳疾病的圖譜、傳染病的診斷以及基因復制。

　　2、DNA鑒定，常見于司法鑒定領域。

　　3、臨床分子診斷試劑和生物試劑公司藥品研發。

　　4、轉基因、微生物、動物源性成分檢測，常見于醫藥衛生及農產品檢驗領域。