PCR儀的發展歷程和原理分析

        1971年Kleppe等人在Journal of molecular biology上發表文章準確、精煉、客觀的闡述了PCR方法，1976年一種從嗜熱水生菌（Thermus aquaticus）分離得到的熱穩定的DNA依賴的DNA聚合酶的應用大大增加了PCR的效率。而現今所發展出來的PCR則是源于由Saiki和Mullis等人于1988年發表在Science上的一篇論文。

        到如今，PCR方法愈發趨向自動化，并從中衍生出更多的新技術方法，可以說，PCR技術是支撐現代分子生物學發展的一塊重要基石。這種技術的廣泛應用催生了一個龐大的市場，多個公司均有各種類型的商品化PCR儀出售。
 

        PCR原理：DNA的半保留復制是生物進化和傳代的重要途徑。雙鏈DNA在多種的作用下可以變性解鏈成單鏈，在DNA聚合酶的作用下，以單鏈為模版，根據堿基互補配對原則復制成新的單鏈，與模版配對成為雙鏈分子拷貝。在體外實驗中發現，DNA在高溫時也可以發生變性解鏈，當溫度降低后又可以復性成為雙鏈。因此，通過溫度變化控制DNA的變性和復性，并設計與模板DNA的5’端結合的兩條引物，加入DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的體外復制，多次重復“變性解鏈-退火-合成延伸”的循環就可以以幾何級數大量擴增特定的基因。而發現耐熱DNA聚合酶對于PCR的應用有里程碑的意義，該類酶可以耐受90℃以上的高溫而不失活，不需要每個循環加酶，使PCR技術變得非常簡捷、同時也大大降低了成本，PCR技術得以大量應用，并逐步應用于臨床。 
 

        從PCR原理可以看出，PCR儀的關鍵是升降溫的步驟。現在偶爾還能聽到一些前輩們笑談早年的PCR實驗如何在3個水浴鍋中完成的趣聞。經過不斷改進，今天的PCR已經越來越完善和智能化。