聚合酶链反应原理

1、职业教育医学检验技术专业教学资源库聚合酶链反应的原理聚合酶链反应的原理 沧州医学高等专科学校沧州医学高等专科学校 刘玉枝刘玉枝 聚合酶链反应这个词由聚合酶链反应这个词由Polymerase Chain ReactionPolymerase Chain Reaction三三个英文单词翻译而来，其英文缩写为个英文单词翻译而来，其英文缩写为PCRPCR。 聚合酶链反应：是一个在体外特异地复制一段已知序列聚合酶链反应：是一个在体外特异地复制一段已知序列的的DNADNA片段的过程，这个过程很类似于体内的复制过程。片段的过程，这个过程很类似于体内的复制过程。 通过这项技术人们能很快地在体外获得大量拷贝的特

2、异通过这项技术人们能很快地在体外获得大量拷贝的特异核酸片段。核酸片段。聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理 （一）（一）PCRPCR技术的原理和反应过程技术的原理和反应过程 PCR PCR技术以待扩增的核酸片段为模板，以可与模板末端技术以待扩增的核酸片段为模板，以可与模板末端互补的寡核苷酸片段为引物，利用互补的寡核苷酸片段为引物，利用DNADNA聚合酶的作用，按聚合酶的作用，按照半保留复制的原理及碱基配对原则，使模板链延伸达照半保留复制的原理及碱基配对原则，使模板链延伸达到合成到合成DNADNA的目的。的目的。聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理PCR反应过程主要由变性、退火和延伸三个基本步骤构成。反

3、应过程主要由变性、退火和延伸三个基本步骤构成。聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理变性（变性（denaturation） 退火（退火（annealing） 延伸（延伸（extension） 聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理PCR前前4个循环：个循环： 聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理PCR完整循环：完整循环： 聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理（二）（二）PCRPCR的反应体系和反应条件的反应体系和反应条件 通常通常PCRPCR反应体系包括：反应体系包括：（1 1）MgMg2+2+的反应缓冲液。的反应缓冲液。（2 2）模板）模板DNADNA。（3 3）dNTPdNTP。（4 4）耐热）耐热DNADN

4、A聚合酶。聚合酶。（5 5）寡核苷酸引物五部分。）寡核苷酸引物五部分。Mg2+dCTPdGTPdUTPdATP DNA polymerasePrimer 1Primer 2K+Template聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理（二）（二）PCRPCR的反应体系和反应条件的反应体系和反应条件聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理 聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理（二）（二）PCRPCR的反应体系和反应条件的反应体系和反应条件 PCRPCR反应条件：主要温度、时间及循环次数。反应条件：主要温度、时间及循环次数。 均是均是PCRPCR基因扩增仪的重要设置参数。基因扩增仪的重要设置参数。 94 C 5min9

5、4 C 60s55 C 30s72 C 60s72 C 7min30 cycles聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理二、二、PCRPCR基因扩增仪的工作原理基因扩增仪的工作原理 从从PCRPCR技术原理和反应过程中可以看出，准确控制温度，技术原理和反应过程中可以看出，准确控制温度，迅速升降温对于迅速升降温对于PCRPCR反应来说至关重要。反应来说至关重要。聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理PCRPCR仪温度仪温度控制控制水浴锅控温水浴锅控温 压缩机控温压缩机控温 半导体控温半导体控温 离心式空气离心式空气加热控温加热控温 控温方式有：控温方式有：聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理1.1.水浴锅控温水

6、浴锅控温F以不同温度的以不同温度的水浴锅水浴锅串联成一个控温体系。串联成一个控温体系。F优点：样品与水直接无缝接触，控温准确，温度均优点：样品与水直接无缝接触，控温准确，温度均一性好，无边缘效应。一性好，无边缘效应。F缺点：体积大，自动化程度不高，需人为干预，更缺点：体积大，自动化程度不高，需人为干预，更换水浴锅时控温不稳定。换水浴锅时控温不稳定。 聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理2.2.压缩机控温压缩机控温F由由压缩机压缩机自动控温，金属导热。自动控温，金属导热。F优点：控温较水浴锅方便，一台机器便可完成整个优点：控温较水浴锅方便，一台机器便可完成整个PCRPCR流程。流程。F缺点：压缩机故

7、障率高，边缘效应及温度缺点：压缩机故障率高，边缘效应及温度overshootingovershooting现象现象严重。严重。聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理3.3.半导体控温半导体控温F由由半导体半导体自动控温，金属导热。自动控温，金属导热。F优点：控温方便，体积小，相对稳定性好。优点：控温方便，体积小，相对稳定性好。F缺点：仍有边缘效应，温度均一性尚有欠缺，各孔扩增效缺点：仍有边缘效应，温度均一性尚有欠缺，各孔扩增效率可能不一致，并且仍存在温度率可能不一致，并且仍存在温度overshootingovershooting现象。现象。 聚合酶链反应原理聚合酶链反应原理4.4.离心式空气加热控温离心式空气加热控温F由金属线圈加热，采用由金属线圈加热，采用空气空气作为导热媒介。作为导热媒介。F优点：温