PCR擴(kuò)增儀適用于分子生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、食品工業(yè)、生物技術(shù)、環(huán)境科學(xué)、微生物學(xué)、臨床診斷、流行病學(xué)、遺傳學(xué)、基因芯片、基因檢測(cè)、基因克隆、基因表達(dá)等領(lǐng)域以聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymerase Chain Reaction , PCR）為特征的、以檢測(cè)DNA/RNA為目的的各種病原體檢測(cè)及基因分析。PCR是一種體外DNA擴(kuò)增技術(shù)，是在模板DNA、引物和4種脫氧核苷酸存在的條件下，依賴于DNA聚合酶的酶促合反應(yīng)，將待擴(kuò)增的DNA片段與其兩側(cè)互補(bǔ)的寡核苷酸鏈引物經(jīng)“高溫變性——低溫退火——引物延伸”三步反應(yīng)的多次循環(huán)，使DNA片段在數(shù)量上呈指數(shù)增加，從而在短時(shí)間內(nèi)獲得我們所需的大量的特定基因片段。PCR擴(kuò)增儀在選擇PCR擴(kuò)增儀時(shí)要注意哪些參數(shù)呢?以下內(nèi)容為大家詳細(xì)介紹。
PCR原理：DNA的半保留復(fù)制是生物進(jìn)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(jù)堿基互補(bǔ)配對(duì)原則復(fù)制成新的單鏈，與模版配對(duì)成為雙鏈分子拷貝。在體外實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，DNA在高溫時(shí)也可以發(fā)生變性解鏈，當(dāng)溫度降低后又可以復(fù)性成為雙鏈。因此，通過(guò)溫度變化控制DNA的變性和復(fù)性，并設(shè)計(jì)與模板DNA的5’端結(jié)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(fù)制，多次重復(fù)“變性解鏈-退火-合成延伸”的循環(huán)就可以以幾何級(jí)數(shù)大量擴(kuò)增特定的基因。而發(fā)現(xiàn)耐熱DNA聚合酶對(duì)于PCR的應(yīng)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(gè)循環(huán)加酶，使PCR技術(shù)變得非常簡(jiǎn)捷、同時(shí)也大大降低了成本，PCR技術(shù)得以大量應(yīng)用，并逐步應(yīng)用于臨床。 
從PCR原理可以看出，PCR儀的關(guān)鍵是升降溫的步驟。現(xiàn)在偶爾還能聽(tīng)到一些前輩們笑談早年的PCR實(shí)驗(yàn)如何在3個(gè)水浴鍋中完成的趣聞。經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，今天的PCR已經(jīng)越來(lái)越完善和智能化。
 PCR儀的種類總體來(lái)說(shuō)可以分為兩大類：
PCR擴(kuò)增儀和實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀，普通的PCR擴(kuò)增儀又衍生出帶梯度PCR功能的梯度PCR儀、和帶原位擴(kuò)增功能的原位PCR儀等等。
一、溫度控制 
對(duì)普通PCR儀來(lái)說(shuō)，溫度控制主要是指溫度的準(zhǔn)確性、均勻性、以及升降溫速度，對(duì)梯度PCR儀來(lái)說(shuō)，除了溫度的準(zhǔn)確性和均勻性、升降溫速度以外，還必須考慮儀器在梯度模式和標(biāo)準(zhǔn)模式下是否具有同樣的溫度特性。 
溫度的準(zhǔn)確性是指樣品孔溫度與設(shè)定溫度的一致性，它直接關(guān)系到實(shí)驗(yàn)的成敗。如果排除樣品加入過(guò)程中的問(wèn)題，對(duì)于PCR反應(yīng)而言重要的莫過(guò)于溫度控制的準(zhǔn)確性，由于PCR是一個(gè)幾何級(jí)數(shù)擴(kuò)增的過(guò)程，擴(kuò)增過(guò)程中退火溫度的細(xì)微變化會(huì)被放大而直接影響結(jié)果，不論是變性、退火還是延伸都需要準(zhǔn)確控制溫度，對(duì)退火溫度而言溫控顯的尤為重要，有時(shí)1度甚至0.5度的差異也能決定實(shí)驗(yàn)的成功與失敗，所謂差之毫厘，謬之千里。因而對(duì)PCR擴(kuò)增儀而言溫度控制就意味著質(zhì)量。 
溫度的均勻性是指樣品孔間的溫度差異，它關(guān)系到在不同樣品孔進(jìn)行反應(yīng)結(jié)果的一致性。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)有時(shí)用同樣的樣品，同樣的PCR反應(yīng)程序，后的結(jié)果竟然差異非常明顯，或許就是因?yàn)椴煌恢玫臏囟炔痪恍运?。一些使用過(guò)早期PCR儀的腦子格外靈光的研究人員偏愛(ài)使用PCR儀中間某幾個(gè)固定的孔，就是因?yàn)檫^(guò)往反復(fù)的教訓(xùn)和認(rèn)真的思索得出了這樣的結(jié)論，PCR儀的溫度均勻性不好，特別是外周的樣品孔情況差，很有可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果-即“位置的邊緣效應(yīng)”會(huì)影響結(jié)果的可重復(fù)性。正是這種位置效應(yīng)對(duì)定量PCR的結(jié)果的影響為明顯。
溫度控制除了度，還有一個(gè)廠家喜歡大力宣傳的指針-升降溫的速度?？斓纳禍厮俣?，可以縮短反應(yīng)進(jìn)行的時(shí)間，而且縮短了可能的非特異性結(jié)合、反應(yīng)的時(shí)間，能提高PCR反應(yīng)特異性。因此從本質(zhì)而言溫控方式就從以前相對(duì)穩(wěn)定耐用的機(jī)械式轉(zhuǎn)向了升降溫快速的半導(dǎo)體。除了機(jī)械本身的原因，影響升降溫速度的還有制作承托樣品管的基座模塊的材料的導(dǎo)熱性。
作為用戶來(lái)說(shuō)，當(dāng)然愿意選擇升降溫速度快的，這就像汽車上好看的表面配置一樣容易看到，而內(nèi)在的穩(wěn)定性和耐用性往往是看不到的而容易被忽略。必須注意到，儀器的升降溫速度和樣品管中的樣品的升降溫速度并非同一回事，因?yàn)闃悠饭芘c基座接觸的緊密性、導(dǎo)熱性、鄰近樣品管的相互影響都會(huì)影響樣品的實(shí)際升降溫速度?，F(xiàn)在的PCR儀一般具有兩種溫控模式，即模塊溫控模式（Block-control）和反應(yīng)管溫控模式（tube-control）。在模塊溫控模式下，機(jī)器根據(jù)探測(cè)器直接探測(cè)的溫控模塊（即承載樣品的金屬臺(tái)）的溫度進(jìn)行控制，這種模式適用于長(zhǎng)時(shí)間的靜態(tài)孵育（如連接、 切、去磷酸化等）。反應(yīng)管溫控模式實(shí)際上是一種仿真試管/PCR板的溫控模式，根據(jù)探測(cè)器所探測(cè)到的溫控模塊的溫度由計(jì)算器計(jì)算出管內(nèi)/PCR板孔內(nèi)樣品液的溫度來(lái)進(jìn)行控制。一般說(shuō)來(lái)，管溫控為準(zhǔn)確，因?yàn)楣軆?nèi)樣品的溫度無(wú)法與溫控模塊同時(shí)達(dá)到預(yù)設(shè)溫度。特別是PCR反應(yīng)中的孵育過(guò)程一般都很短暫（30秒或短），如果采用只有模塊溫控模式的話，反應(yīng)混合物孵育的時(shí)間與程序設(shè)定的時(shí)間會(huì)有相當(dāng)大的差距。而反應(yīng)管控制的算法能自動(dòng)補(bǔ)償時(shí)間，而且適合各種類型的反應(yīng)管，確保反應(yīng)混俁物按照程序設(shè)定的時(shí)間維持預(yù)設(shè)溫度。
梯度PCR：對(duì)于一個(gè)PCR反應(yīng)，雖然有各種各樣的PCR引物設(shè)計(jì)軟件或者經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算適的退火溫度，可是由于模版中堿基的組合千變?nèi)f化，對(duì)于特殊片斷，經(jīng)驗(yàn)公式得到的數(shù)據(jù)不一定能"P"出來(lái)結(jié)果，細(xì)微的變化對(duì)結(jié)果都可能產(chǎn)生決定性的影響，因而“摸條件”一度是讓人很頭疼的問(wèn)題。梯度PCR的出現(xiàn)部分解決了一些問(wèn)題-在反應(yīng)過(guò)程中每個(gè)孔的溫度控制條件可以在范圍內(nèi)按照梯度變化，根據(jù)結(jié)果，一步就可以摸索出適合的反應(yīng)條件。不單退火溫度，連變性溫度和延伸溫度都可以優(yōu)化-對(duì)于多種聚合酶混合擴(kuò)增來(lái)說(shuō)這個(gè)非常重要，因?yàn)門aq和校正酶的佳反應(yīng)溫度可能有顯著差異，優(yōu)化延伸溫度就顯得很重要。
對(duì)于帶梯度功能的PCR儀，需要考慮梯度模式下不同梯度管排間的溫度均勻性和準(zhǔn)確性，還必須考慮儀器在梯度模式和標(biāo)準(zhǔn)模式下是否具有同樣的溫度特性。這種差異可能導(dǎo)致在梯度模式下得出的佳條件與標(biāo)準(zhǔn)模式下單獨(dú)做的結(jié)果出現(xiàn)差異。
二、儀器的功能性和人性化設(shè)計(jì) 
熱蓋：現(xiàn)在的PCR儀一般均配備熱蓋，熱蓋溫度設(shè)為105℃，使樣品管頂部的溫度達(dá)到105℃左右，蒸發(fā)的反應(yīng)液就不會(huì)產(chǎn)生凝集在管蓋上而改變反應(yīng)體積，這樣用戶就無(wú)需再向反應(yīng)管內(nèi)加石蠟油，直接減少后繼操作的麻煩。如果是旋轉(zhuǎn)加壓的熱蓋就要特別小心，因?yàn)閴毫Φ竭_(dá)時(shí)沒(méi)有明顯的提示，用戶需要根據(jù)經(jīng)驗(yàn)將熱蓋旋到合適位置，不太容易掌握。如果過(guò)松，熱蓋沒(méi)有充分接觸反應(yīng)管而影響結(jié)果；如果過(guò)緊，則會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)管變形，甚至可能造成熱蓋的機(jī)械故障。
樣品基座：PCR反應(yīng)多在0.2或者0.5的管子中進(jìn)行，多數(shù)PCR儀也配備了不同的可換樣品槽適配不同的樣品管。
軟件：新的PCR儀都比較注重程序編寫(xiě)的簡(jiǎn)易性。大屏幕，顯示實(shí)時(shí)信息，，記憶存儲(chǔ)多個(gè)程序、自動(dòng)斷電保護(hù)等都有助于實(shí)驗(yàn)室中的復(fù)雜環(huán)境使用。
綜合考慮，一臺(tái)PCR擴(kuò)增儀選購(gòu)的關(guān)鍵還是在于用戶自己的要求，有些功能可能都用不上或很少用，用戶需要仔細(xì)斟酌，畢竟是一分錢一分貨。