中财网拓展培训参与感想:PCR基因扩增仪
来源：百度文库 编辑：中财网 时间：2024/05/05 06:57:19
4.1 PCR基因扩增仪的工作原理
4.1.1 PCR技术的发展及原理
1. PCR技术的本质是核酸扩增技术，重复“变性(denature)→退火(anneal)→引物(primer)延伸(extension)”过程至25-40个循环，呈指数级扩大待测样本中的核酸拷贝数，达到体外扩增核酸序列的目的。
2. 在PCR技术的发展过程中，热稳定DNA聚合酶的发现以及温度循环的自动化大大简化了PCR程序，使PCR的自动化成为可能，并在此基础上不断发展和改进。
4.1.2 PCR基因扩增仪的工作原理
PCR基因扩增仪工作关键是温度控制。
1.水浴锅控温：以不同温度的水浴锅串联成一个控温体系。
2.压缩机控温：由压缩机自动控温，金属导热，控温较第一代PCR基因扩增仪方便，但压缩机故障率高，边缘效应及温度overshooting现象严重。
3. 半导体控温：由半导体自动控温，金属导热，控温方便，体积小，相对稳定性好。
4. 离心式空气加热控温：由金属线圈加热，采用空气作为导热媒介，温度均一性好，各孔扩增效率高度一致，满足荧光定量PCR的高要求。
4.2 PCR扩增仪的分类与结构
PCR扩增仪的种类总体来说，可以分成两大类，即普通PCR扩增仪和实时荧光定量PCR扩增仪。
4.2.1 普通PCR扩增仪
1.普通PCR扩增仪即通常所谓的定性PCR扩增仪。
2.梯度PCR仪是由普通PCR仪衍生出的带梯度PCR功能的基因扩增仪。
3.原位PCR仪是由普通PCR仪衍生出的带原位扩增功能的基因扩增仪。
4.2.2 实时荧光定量PCR扩增仪
1.金属板式实时定量PCR仪，还可作为普通PCR仪使用，有的甚至带梯度功能，可容纳的样本量大，无需特殊耗材，但温度均一性欠佳，有边缘效应，标准曲线的反应条件难以做到与样品完全一致。
2.离心式实时定量PCR仪的PCR扩增样品槽被设计为离心转子，温度均一性好，但可容纳样品量少，有的需用特殊毛细管作样品管，增加了使用成本，也不带梯度功能。
3.各孔独立控温的定量PCR仪的不同样品槽分别拥有独立的智能升降温模块，各孔独立控温，适合多指标快速检测，可实现任意梯度反应，但上样不如传统方法方便，而且需要独特的扁平反应管，使用成本较高。
4.3 PCR扩增仪的性能指标、操作规程及常见故障的排除
4.3.1 PCR扩增仪的性能指标
1.温度控制是决定PCR反应能否成功的关键，主要包括温度的准确性、均一性以及升降温速度。对梯度PCR仪来说，还必须考虑仪器在梯度模式和标准模式下是否具有同样的温度特性。
2.荧光检测系统：实时荧光定量PCR扩增仪均有荧光检测系统，主要包括激发光源和检测器。
3.软件：简便的人性化设计最能满足其需求。
4.多样化样品基座设计、热盖等都使PCR仪越来越人性化。
4.3.2 PCR扩增仪的操作规程
普通PCR扩增仪的操作通常非常简便，打开电源，仪器自检，设置温度程序或调出储存的程序，运行即可。定量PCR扩增仪的操作其实和普通PCR仪无多大差别。
4.3.3 PCR扩增仪常见故障的排除
4.4 PCR扩增仪的应用
4.4.1感染性疾病的分子诊断和研究
4.4.2遗传性疾病的分子诊断和研究
4.4.3恶性肿瘤的分子诊断和研究
4.4.4 PCR扩增仪在移植配型上的应用
4.4.5 PCR扩增仪在法医学上的应用
4.4.6 PCR扩增仪在分子生物学其他领域的应用
4.1.1 PCR技术的发展及原理
1. PCR技术的本质是核酸扩增技术，重复“变性(denature)→退火(anneal)→引物(primer)延伸(extension)”过程至25-40个循环，呈指数级扩大待测样本中的核酸拷贝数，达到体外扩增核酸序列的目的。
图17-1 PCR的基本原理
2. 在PCR技术的发展过程中，热稳定DNA聚合酶的发现以及温度循环的自动化大大简化了PCR程序，使PCR的自动化成为可能，并在此基础上不断发展和改进。
4.1.2 PCR基因扩增仪的工作原理
PCR基因扩增仪工作关键是温度控制。
1.水浴锅控温：以不同温度的水浴锅串联成一个控温体系。
2.压缩机控温：由压缩机自动控温，金属导热，控温较第一代PCR基因扩增仪方便，但压缩机故障率高，边缘效应及温度overshooting现象严重。
3. 半导体控温：由半导体自动控温，金属导热，控温方便，体积小，相对稳定性好。
4. 离心式空气加热控温：由金属线圈加热，采用空气作为导热媒介，温度均一性好，各孔扩增效率高度一致，满足荧光定量PCR的高要求。
4.2 PCR扩增仪的分类与结构
PCR扩增仪的种类总体来说，可以分成两大类，即普通PCR扩增仪和实时荧光定量PCR扩增仪。
4.2.1 普通PCR扩增仪
1.普通PCR扩增仪即通常所谓的定性PCR扩增仪。
2.梯度PCR仪是由普通PCR仪衍生出的带梯度PCR功能的基因扩增仪。
3.原位PCR仪是由普通PCR仪衍生出的带原位扩增功能的基因扩增仪。
4.2.2 实时荧光定量PCR扩增仪
1.金属板式实时定量PCR仪，还可作为普通PCR仪使用，有的甚至带梯度功能，可容纳的样本量大，无需特殊耗材，但温度均一性欠佳，有边缘效应，标准曲线的反应条件难以做到与样品完全一致。
2.离心式实时定量PCR仪的PCR扩增样品槽被设计为离心转子，温度均一性好，但可容纳样品量少，有的需用特殊毛细管作样品管，增加了使用成本，也不带梯度功能。
3.各孔独立控温的定量PCR仪的不同样品槽分别拥有独立的智能升降温模块，各孔独立控温，适合多指标快速检测，可实现任意梯度反应，但上样不如传统方法方便，而且需要独特的扁平反应管，使用成本较高。
4.3 PCR扩增仪的性能指标、操作规程及常见故障的排除
4.3.1 PCR扩增仪的性能指标
1.温度控制是决定PCR反应能否成功的关键，主要包括温度的准确性、均一性以及升降温速度。对梯度PCR仪来说，还必须考虑仪器在梯度模式和标准模式下是否具有同样的温度特性。
2.荧光检测系统：实时荧光定量PCR扩增仪均有荧光检测系统，主要包括激发光源和检测器。
3.软件：简便的人性化设计最能满足其需求。
4.多样化样品基座设计、热盖等都使PCR仪越来越人性化。
4.3.2 PCR扩增仪的操作规程
普通PCR扩增仪的操作通常非常简便，打开电源，仪器自检，设置温度程序或调出储存的程序，运行即可。定量PCR扩增仪的操作其实和普通PCR仪无多大差别。
4.3.3 PCR扩增仪常见故障的排除
4.4 PCR扩增仪的应用
4.4.1感染性疾病的分子诊断和研究
4.4.2遗传性疾病的分子诊断和研究
4.4.3恶性肿瘤的分子诊断和研究
4.4.4 PCR扩增仪在移植配型上的应用
4.4.5 PCR扩增仪在法医学上的应用
4.4.6 PCR扩增仪在分子生物学其他领域的应用
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