壹、概述(shu)
PCR擴(kuo)增儀(yi)是(shi)壹種(zhong)廣(guang)泛應用(yong)於分(fen)子(zi)生物學(xue)研究中(zhong)的實(shi)驗(yan)設(she)備(bei),它能(neng)夠將(jiang)DNA模(mo)板復制(zhi)成數(shu)百(bai)萬(wan)個拷貝(bei),從(cong)而(er)使(shi)得(de)微(wei)量(liang)的樣品也可(ke)以(yi)被(bei)檢測到。本文(wen)主(zhu)要(yao)介紹PCR擴(kuo)增儀(yi)的(de)技(ji)術(shu)原理、工作流(liu)程(cheng)和應(ying)用(yong)領域(yu)。
二、技(ji)術(shu)原理
PCR(聚合酶鏈(lian)式(shi)反(fan)應(ying))是通(tong)過在(zai)體外(wai)復制(zhi)DNA序列(lie)來(lai)制(zhi)造大(da)量(liang)相(xiang)同(tong)DNA片(pian)段的技(ji)術(shu)。其基本過(guo)程(cheng)由(you)三(san)步(bu)組(zu)成:變(bian)性、退(tui)火和延(yan)伸(shen)。這些(xie)步(bu)驟需(xu)要(yao)不斷地改變反(fan)應(ying)混(hun)合(he)物中(zhong)溫度和堿(jian)度等條(tiao)件(jian)以完成操(cao)作。
PCR擴(kuo)增儀(yi)利(li)用了(le)這種(zhong)理論,通(tong)過精確控(kong)制(zhi)反(fan)應(ying)體系中(zhong)各項參(can)數(shu)(如(ru)時間、溫度等),能(neng)夠對特(te)定目(mu)標(biao)序列(lie)進行快(kuai)速(su)且高效(xiao)率(lv)地重(zhong)復(fu)放(fang)大(da)。
具體來(lai)說,在PCR執行(xing)周期內(nei),樣品會經(jing)歷(li)多(duo)次(ci)往(wang)返(fan)運(yun)動,在每(mei)壹個階段(duan)都(dou)會發(fa)生DNA鏈(lian)條(tiao)及(ji)引物結(jie)構上(shang)的(de)融解與(yu)連接(jie)過(guo)程(cheng)。此(ci)時(shi)加(jia)入(ru)適當數(shu)量(liang)的熒(ying)光染料,則(ze)可(ke)明(ming)顯(xian)區分(fen)出正常樣品與異常(chang)樣品之間存(cun)在(zai)著哪(na)些(xie)差(cha)異點(dian)。
三、工作流(liu)程(cheng)
1.樣品制(zhi)備(bei):通(tong)過取(qu)樣操(cao)作,將(jiang)待(dai)測的DNA分(fen)子(zi)提(ti)取(qu)出(chu)來(lai),並用特(te)定方法(fa)進行純(chun)化和檢測。
2.PCR體系配(pei)置(zhi):在PCR擴(kuo)增儀(yi)上(shang)指定(ding)所需(xu)擴(kuo)增的(de)目標(biao)序列(lie)、樣品數(shu)量(liang)和反(fan)應(ying)體積等參數(shu),並(bing)為(wei)每個試(shi)管(guan)添加(jia)適量(liang)引物、Taq酶(mei)及(ji)反(fan)應(ying)緩(huan)沖液(ye)等。
3.執行(xing)PCR循環程(cheng)序:根據實驗(yan)設計(ji)中預(yu)設好的溫度變化曲(qu)線(xian)或(huo)編號(hao)順(shun)序,對(dui)所有(you)試(shi)管(guan)依(yi)次(ci)進行加(jia)熱降(jiang)溫處理。通過(guo)不(bu)斷重(zhong)復(fu)這些(xie)步(bu)驟,在壹段時(shi)間(jian)後就能(neng)獲得(de)大(da)量(liang)高質量(liang)、富有(you)代表性的DNA片(pian)段並完成相(xiang)應(ying)數(shu)據(ju)收集工作。
4.數(shu)據(ju)處理與結(jie)果(guo)分析:對采集(ji)到的(de)數(shu)據(ju)進行分(fen)類(lei)整理和統(tong)計分(fen)析,生成數(shu)據(ju)報告(gao)或(huo)圖(tu)形(xing)展示(shi)信息(xi)等各種(zhong)輸(shu)出形(xing)式(shi)。
四、應用領域(yu)
PCR擴(kuo)增技(ji)術(shu)具有廣(guang)泛(fan)的實用(yong)價值(zhi),在(zai)醫學(xue)診(zhen)斷、食品安全監控以(yi)及(ji)生物科(ke)學(xue)研究等多(duo)個領域(yu)都可(ke)以(yi)發(fa)揮其獨(du)有(you)優勢(shi)。例如(ru):
1.醫學(xue)診(zhen)斷方面(mian),可(ke)利(li)用(yong)PCR技(ji)術(shu)輔助(zhu)判斷腫瘤(liu)類(lei)型和進程(cheng)情況(kuang);同(tong)時(shi)還(hai)可(ke)以(yi)確定(ding)身份證(zheng)明(ming)材料(liao)(如(ru)血(xue)液(ye))中存(cun)在(zai)的特(te)定基因序列(lie)。
2.食品安全監控方(fang)面(mian),能(neng)夠通過(guo)檢測樣品中存(cun)在(zai)的某些(xie)細(xi)菌或病毒類(lei)別等信息(xi),判(pan)斷食品是否(fou)符合衛(wei)生標(biao)準(zhun),並加(jia)強對(dui)其(qi)質量(liang)安全管理工作。
3.生物科(ke)學(xue)研究方(fang)面(mian),則(ze)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)PCR擴(kuo)增技(ji)術(shu)來(lai)解析種(zhong)群(qun)遺(yi)傳(chuan)結(jie)構、分(fen)子(zi)演(yan)化和適(shi)應(ying)性(xing)進化等問題(ti)。