PCR学习-浅析PCR仪的分类

四种常见PCR仪的区别及运用PCR扩增仪（俗称PCR仪）PCR：PCR（聚合酶链式反应）是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。

PCR仪实际就是一个温控设备，能在95℃，55℃，72℃之间很好地进行温度控制。

PCR扩增仪又称为PCR基因扩增仪、PCR核酸扩增仪、聚合酶链反应核酸扩增仪，是利用PCR(Polymerase chain reaction，聚合酶链反应)技术对特定DNA扩增的一种仪器设备，被广泛运用于医学、生物学实验室中，例如用于判断检体中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断、基因复制以及亲子鉴定等。

根据DNA扩增的目的和检测的标准，可以将PCR仪分为普通PCR仪，梯度PCR 仪，原位PCR仪，实时荧光定量PCR仪四类。

1). 普通PCR仪（2万以下，赛默飞、伯乐、大龙，艾本德）一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪称作传统PCR仪，也叫普通PCR仪。

如果要做不同的退火温度需要多次运行。

主要是用于简单的、对目的基因退火温度的扩增。

该仪器主要应用于科学研究、教学、医学临床、检验检疫等机构。

如:启步BSW-2P,BSW-3P,BSW-6P-I/II ,ABI 2720型2). 梯度PCR仪（2万-8万，赛默飞、伯乐、大龙，艾本德）一次性PCR扩增可以设置一系列不同的退火温度条件（温度梯度，通常有12种温度梯度）的PCR仪称作梯度PCR仪。

因为被扩增的不同DNA片段，其最适退火温度是不同的，通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增，从而一次性PCR 扩增，就可以筛选出表达量高的最适退火温度，进行有效的扩增。

用于研究未知DNA退火温度的扩增，这样节约成本的同时也节约了时间。

PCR仪的种类1. 实时定量PCR仪实时定量聚合酶链反应（real-time quantitative polymerase chain reaction，简称实时定量PCR）是一种用于快速、敏感且准确测定DNA、RNA拷贝数目的方法。

实时定量PCR仪是进行实时定量PCR实验的关键设备之一。

实时定量PCR仪的主要特点是能够对PCR反应过程中产生的荧光信号进行即时检测和分析，从而实现实时监测PCR反应的进程，并测定样品中目标序列的拷贝数。

实时定量PCR仪的应用非常广泛，包括基因表达检测、病原体检测、单核苷酸多态性分析等。

其高灵敏度、高特异性以及广泛的应用领域使其成为现代分子生物学和遗传学研究的重要工具。

2. 普通PCR仪普通PCR仪是进行普通聚合酶链反应（Polymerase Chain Reaction，简称PCR）实验的基本设备。

普通PCR仪可以进行常规PCR实验，即通过PCR反应在体外扩增目标DNA片段。

普通PCR仪的特点是温控系统可以实现快速、精确的温度调节，从而使PCR反应在不同温度下的环境条件得以满足。

普通PCR仪的操作简单、成本较低，适用于常规PCR 实验的需求。

普通PCR仪的应用广泛，包括基因克隆、DNA测序、基因检测等。

它已成为分子生物学、医学和生物技术等领域中的一种基础设备。

3. 数字PCR仪数字PCR仪是一种相对较新的PCR仪器，它采用数字分析的方法对PCR产物进行定量，具有极高的准确性和可靠性。

数字PCR仪的工作原理是将PCR反应体系分成数百、甚至上千个微小反应体，从而形成多个独立的PCR反应。

每个微小反应体内含有目标序列与参考序列，通过数百或数千个微小反应的计数结果进行定量分析。

这种方法可以极大地降低PCR反应中的误差，提高PCR反应的准确性。

数字PCR仪的应用主要集中在绝对定量PCR、稀释样品的精确定量、病原体检测等领域。

其高准确性和可靠性使其在遗传学研究和临床诊断中得到广泛应用。

PCR原理及各类PCR仪PCR（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶链反应，是一种通过扩增DNA片段的技术。

PCR的基本原理是利用DNA聚合酶酶活性，在适当的条件下，通过DNA的复制和扩增来获得大量的DNA片段。

PCR技术已经广泛应用于医学、疾病诊断、基因工程和进化研究等领域。

PCR基本原理：PCR基本原理是在一系列温度变化的条件下，通过DNA引物与模板DNA相互结合和分离，并通过DNA聚合酶的作用逐步扩增产生大量目的DNA片段。

PCR步骤：1. 反应体系组成：反应体系包含DNA模板、引物（primer）、dNTP （脱氧核苷三磷酸）、Mg2+离子、缓冲液和DNA聚合酶等成分。

2. Denaturation（变性）：将反应体系加热至95°C，使得DNA双链变为两条单链DNA。

3. Annealing（退火）：将反应体系降温至适合引物与模板DNA结合的温度，引物与DNA模板互补序列结合形成DNA双链。

4. Extension（延伸）：将反应体系升温至DNA聚合酶最适温度，DNA聚合酶在引物的作用下，在引物上逐步延伸合成新的DNA链。

PCR类别：1.常规PCR：常规PCR是最简单和常用的PCR方法，可用于扩增目标DNA区域。

2.实时定量PCR（qPCR）：qPCR是一种测定PCR产物数量的方法，可以用于定量DNA或RNA浓度，以及检测基因表达水平。

3.逆转录PCR（RT-PCR）：RT-PCR将RNA反转录为cDNA，然后再进行PCR扩增，用于检测基因表达。

4.数字PCR（dPCR）：dPCR是使用分子方法计算DNA模板的浓度和扩增产物的绝对数量的技术。

5.巢式PCR：巢式PCR是在两步PCR中进行的，第一步是较高的退火温度安排，用于生成内部引物所需的DNA片段，第二步是较低的温度安排，用于增加PCR产物的数量。

6. 长PCR：长PCR用于扩增较大的DNA片段，通常超过5 kb，需要更长的扩增时间和更大的反应体积。

PCR仪的技术特性PCR仪即基因扩增仪，实际就是一个温控设备，能在95℃，55℃，72℃之间很好地进行温度控制。

主要由外壳、变温反应腔、散热系统、加热系统、制冷系统、电子控制系统、供电系统、人机界面等各部分组成。

PCR仪的原理：利用升温使DNA变性，用限制性内切酶使DNA双链解链，在聚合酶的作用下使单链复制成双链，进而达到基因复制的目的。

PCR仪的技术特性：1、加热模式：立体膜加热技术；2、制冷技术：新一代“peltier”效应“半导体热泵制冷”；3、控温及管理：16位微机智能式；4、单机操作，也可与电脑联机使用，通过数据线可直观显示温度变化曲线；5、温度范围广，除基本功能外还具备停电保护，长时间高低温处理，低温培养，循环套循环等各种增强功能，可用于各种条件要求的PCR实验。

PCR的分类：根据DNA扩增的目的和检测的标准可以将PCR仪分为：普通PCR仪，梯度PCR仪，原位PCR，实时荧光定量PCR仪等几类。

1、普通PCR仪一般把一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪，称之为普通PCR仪，也就是传统的PCR仪。

如果要用它做不同的退火温度则需要多次运行。

普通PCR仪主要应用于科研、教学、临床医学、检验、检疫等。

2、梯度PCR仪一次性PCR扩增可设置一系列不同的退火温度条件的称之为梯度PCR仪。

不同的DNA片段其适合的退火温度不同，通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增，从而一次性PCR扩增就可以筛选出表达量高的适合退火温度进行有效的扩增。

梯度PCR仪主要用于研究未知DNA退火温度的扩增，这样既节约时间，也节约成本。

在不设置梯度的情况下亦可当做普通的PCR用，多应用于科研、教学机构,检验、检疫等。

3、原位PCR仪原位PCR是保持细胞或组织的完整性，使PCR反应体系渗透到组织和细胞中，在细胞的靶DNA所在的位置上进行基因扩增。

不但可以检测到靶DNA，而且还可以了解靶DNA存在于何种细胞中，更有利于探讨靶DNA与细胞之间的关系。

简介PCR仪就是利用pcr技术原理进行DNA复制扩增的仪器。

使用PCR 仪按一定步骤进行实验操作，就可以将一段基因复制为原来的成百上千亿倍，因此我国也一直推进pcr仪的产业发展和技术进步，国内也出现了一批技术先进的pcr仪品牌和公司。

PCR技术是通过DNA聚合酶对特定基因做体外或试管内的大量合成，基本上它是利用DNA聚合酶进行专一性的连锁复制。

原理利用升温使DNA变性，在聚合酶的作用下使单链复制成双链，进而达到基因复制的目的。

产品基本应用PCR技术具有敏感度高、特异性强、快速简便等优点，在医学、遗传学、法医学、微生物学、食品检验、卫生检验等众多领域中具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。

（1）生命科学a、人类基因组计划随着的PCR日臻完善，科学家于2003年在完成的人类基因组“工作框架图”的基础上，经过整理、分类和排列后得到的更加准确、清晰、完整的基因组图谱。

这是对人类基因组基本面貌的首次揭示，表明科学家们开始部分“读”出人类生命“天书”所蕴涵的内容。

b、后基因组计划人类基因组DNA序列图谱完成后，鉴定基因组多态性及其单倍型以及寻找其在生物和医学应用中重要成为人们关心的热点。

以研究基因功能为核心的“后基因组时代”已经来临，大规模的结构基因组、蛋白质组以及药物基因组的研究计划已经成为新的热点。

c、物种的分类、进化及亲缘关系可以进行物种进化的保守性分析及物种多态性分析、物种鉴定。

（2）医药a、遗传病的产前诊断：用胎儿羊膜细胞，羊水或甚至母血可以检查胎儿的性别，这在与性染色体关联遗传病诊断中是必要的。

对于高发的遗传病，如地中海贫血、镰刀状细胞贫血、凝血因子缺乏、DMD 等已在临床应用多年，为优生优育作了贡献，对于有遗传倾向的疾病尤其是老年性疾病，如糖尿病、高血脂症、甚至肿瘤中的一部分，均是当前研究的重点，近期内可望有突破。

b、致病病原体的检测：检测范围包括细菌、病毒（SARS及禽流感病毒H5N1等）、原虫及寄生虫、霉菌、立克次体、衣原体和支原体等一切微生物。

PCR仪的几种分类及操作规程PCR仪的几种分类依据DNA扩增的目的和检测的标准可以将PCR仪分为一般PCR 仪，梯度PCR仪，原位PCR，实时荧光定量PCR仪等几类。

1、一般PCR仪一般把一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪，称之为一般PCR仪。

假如要用它做不同的退火温度则需要多次运行。

紧要是用作简单的，对目的基因退火温度的扩增。

紧要应用于科研、教学、临床医学、检验、检疫等。

2、梯度PCR仪一次性PCR扩增可以设臵一系列不同的退火温度条件（通常12种温度梯度）的称之为梯度PCR仪。

由于被扩增的不同的DNA片段其比较适合的退火温度不同，通过设臵一系列的梯度退火温度进行扩增，从而一次性PCR扩增就可以筛选出表达量高的比较适合退火温度进行有效的扩增。

紧要用于讨论未知DNA退火温度的扩增，这样既节省时间，也节省经费。

在不设臵梯度的情况下亦可当做一般的PCR用。

真正的梯度，是每一排管都有精准明确的加热控温探头，2023年为止只有美国ABI公司可以做到。

其他的都是从两头的热传递来设计控温。

梯度PCR仪多应用于科研、教学机构。

3、原位PCR仪（有些品牌的PCR仪具有一般PCR、梯度PCR、原位PCR的功能，通过替换模块进行多用途开展试验工作）是用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪。

如病原基因在细胞的位臵或目的基因在细胞内的作用位臵等。

可保持细胞或组织的完整性，使PCR反应体系渗透到组织和细胞中，在细胞的靶DNA所在的位臵进行基因扩增。

不但可以检测到靶DNA，还能标出靶序列在细胞内的位臵。

于分子和细胞水平上讨论疾病的发病机理和临床过程及病理的变化有侧重点的应用价值。

4、实时荧光定量PCR仪（fluorescencerquantitivepolymerasechainreaction,FQPCR）在一般PCR仪设计基础上加添荧光信号激发和采集系统和计算机分析处理系统，形成了具有荧光定量PCR功能的仪器。

PCR仪不同分类的对比PCR（聚合酶链反应）是一种用于扩增DNA（脱氧核糖核酸）的技术。

PCR仪是 PCR 实验中不可或缺的设备。

PCR 仪种类繁多，根据不同的特点和实验需求，可以将 PCR 仪分为以下几类。

1. 常规 PCR 仪常规PCR 仪是最早的PCR 仪，其主要特点是功率稍小，不适用于大规模扩增。

其定温功能常常采用两步式升温，程控温度区间为4-99°C，最高可达100°C。

常规 PCR 仪最常见的是使用96孔板，但也有少量供应48孔、384孔板的型号。

常规 PCR 仪适用于小规模试验和学术研究，其优点是设备简单，价格便宜，维修方便。

不过，由于功率小，不能满足高通量的扩增。

2. 实时 PCR 仪实时 PCR 仪是常规 PCR 仪的升级版，是目前应用最广泛的 PCR 仪型号。

与常规PCR 仪相比，实时PCR 仪功率大、扩增速度快，精确度高，适用于高通量扩增。

实时 PCR 仪不仅可以监测反应进行，还可以在反应进行中以定量方式测定扩增物的量和浓度。

其工作原理是在反应进行中，通过测量荧光信号来测定扩增产物的量。

在定量PCR（qPCR）实验中，荧光群体的荧光强度与样品中目标分子的浓度成正比，荧光信号可实时在反应过程中收集，并使用软件来分析和研究反应的结果。

实时 PCR 仪可分为相对定量和绝对定量两种：相对定量是以对照样本中的目标分子浓度作为基准，与待检样本中的目标分子浓度比较，用来研究基因在不同组织、不同阶段或不同环境下的表达量差异；绝对定量是基于标准曲线法，利用标准品进行定量，得出目标分子的精确浓度。

3. 数字 PCR 仪数字 PCR 仪是一种新型 PCR 仪，它采用了数字化技术，可以更加准确地定量扩增产物。

数字 PCR 仪工作原理是将反应混合液分散到微型液滴中，每个微滴只有一个扩增产物分子。

之后在 PCR 反应中，每个微滴中的分子会自行扩增成百万甚至亿级别的扩增产物，通过计数液滴个数及所含扩增产物的分子数，就可以得出目标分子在样品中的绝对量。