PCR技术的本质是体外核酸扩增,加热使双链DNA解开螺旋,在退火温度条件下引物同模板DNA杂交,在Taq DNA聚合酶,dNTPs,Mg2+和合适pH缓冲液存在条件下延伸引物,重复 “变性→退火→引物延伸”过程至25~30个循环,呈指数级扩大待测样本中的核酸拷贝数。
原理:
PCR的基本原理: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。
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。
分类:
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。
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。
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wan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du特的扁平反应管,使用成本较高。
操作规程:
1、普通PCR扩增仪的操作非常简便,接通电源,仪器自检,设置温度程序或调出储存的程序运行即可。
2、定量PCR扩增仪的操作和普通PCR仪基本相同。
常见故障:
①荧光染料污染样品孔;
②PCR管融化,原因可能是温度传感器出问题或是热盖出问题;
③个别孔扩增效率差异很大,可能的原因是半导体模块出现坏点;
④荧光强度减弱或不稳定,产生的原因有滤光片发霉或有水汽,或光源损耗(以卤钨灯为光源的),需更换光源;或需调节检测元件灵敏度;
⑤仪器工作时出现噪音。
以上故障部分可自行检查,部分需工程师检修。