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PCR 儀全稱為聚合酶鏈式反應儀(Polymerase Chain Reaction Instrument),是一種用于體外擴增特定 DNA 片段的儀器設備,在分子生物學等眾多領域有著極為重要的應用,以下為你詳細介紹它的相關情況:
一、工作原理
它基于聚合酶鏈式反應的原理來運行。PCR 反應主要包括高溫變性、低溫退火、適溫延伸這三個基本步驟的循環過程。在高溫(通常 90℃-95℃)下,雙鏈 DNA 解旋變為單鏈;接著在相對低溫(依據引物的不同而有差異,一般 50℃-65℃左右)條件下,引物與單鏈 DNA 模板特異性結合(退火);然后在合適的溫度(70℃-75℃左右)下,DNA 聚合酶以引物為起始點,按照模板鏈的堿基序列合成新的互補鏈,經過多次這樣的循環,目的 DNA 片段就可以得到大量復制、擴增。
二、基本構造
1、溫度控制系統:這是 PCR 儀的關鍵部分,能精準且快速地按照設定要求改變反應體系的溫度,實現變性、退火、延伸等不同溫度階段的切換,保障 PCR 反應順利進行。其控溫方式包括加熱模塊(如電阻絲、半導體等)以及制冷組件(像壓縮機、半導體制冷片等)。
2、反應模塊:是放置 PCR 反應管或反應板的地方,有不同的規格和形式,常見的有 96 孔、384 孔等,以適應不同通量的實驗需求。
3、控制系統和顯示界面:使用者可以通過控制系統來設定反應的溫度、時間、循環次數等各項參數,并且能在顯示界面查看反應的實時狀態以及相關參數信息等。
三、主要作用
1、科研方面:幫助科研人員從微量的 DNA 樣本中擴增出足夠量的目的 DNA 片段,便于后續進行基因克隆、測序、基因表達分析、基因多態性研究等諸多實驗操作,是探索基因奧秘、開展遺傳學、分子生物學等眾多學科研究重要的工具。PCR 儀擴增
2、醫學診斷領域:比如在檢測病原體(像新冠病毒、乙肝病毒等)時,即使患者體內病原體含量很低,也可通過 PCR 儀擴增其核酸片段,進而實現精準的診斷;還能用于一些遺傳性疾病的基因檢測、腫瘤相關基因檢測等,輔助醫生制定治療方案。
3、法醫學應用:可對現場遺留的微量生物樣本(如毛發、血跡等)中的 DNA 進行擴增,為案件的偵破、身份鑒定等4、提供關鍵的遺傳學證據。
食品檢測方面:檢測食品中是否存在有害微生物、轉基因成分等,保障食品安全。
總之,PCR 儀憑借其能高效擴增 DNA 片段的功能,在眾多領域都發揮著極為關鍵的作用,推動了相關學科和行業的不斷發展。