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聚合酶链式反应PCR技术的基本原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成：模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；引物的延伸：DNA模板-引物结合物在72℃、DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链，重复循环变性-退火-延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。聚合酶链反应五要素：参加PCR反应的物质主要有五种即：引物、酶、dNTP、模板和缓冲液。南京特殊样本数字PCR网站

聚合酶链式反应：1976年，中国科学家，发现了稳定的Taq DNA聚合酶，为PCR技术发展也做出了基础性贡献。PCR是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，标本核酸模板在提取过程中，由于吸样污染导致标本间污染；有些微生物标本尤其是病毒可随气溶胶或形成气溶胶而扩散再调温度至DNA聚合酶很适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备，能在变性温度，复性温度，延伸温度之间很好地进行控制。南京特殊样本数字PCR网站聚合酶链反应非常敏感，有可能产生数百万到数十亿份特定产品的拷贝，用于测序、克隆和分析。

聚合酶链式反应：因为PCR扩增了目的DNA区域，所以PCR可以用于分析极少量的样品。这对于法医检定法，当时只有微量的DNA可作为证据。聚合酶链反应也可用于分析古代DNA那已经有数万年的历史了。这些基于聚合酶链反应的技术已经成功地应用于动物身上，例如四万年前猛犸，以及人类DNA，应用范围从分析埃及木乃伊识别一个俄罗斯沙皇和英国国王理查三世遗体的鉴定。定量聚合酶链反应或者实时聚合酶链反应不要与逆转录-聚合酶链反应方法混淆)允许估计样品中存在的给定序列的量——这种技术通常用于定量确定基因表达的水平。定量PCR是一种已建立的DNA定量工具，用于测量每轮PCR扩增后DNA产物的积累。

逆转录-聚合酶链反应的原理是：提取组织或细胞中的总RNA，以其中的mRNA作为模板，采用Oligo（dT）或随机引物利用逆转录酶反转录成cDNA。再以cDNA为模板进行PCR扩增，而获得目的基因或检测基因表达。完整RNA 的提取和纯化，是进行RNA 方面的研究工作，如Nothern杂交、mRNA 分离、RT-PCR、定量PCR、cDNA合成及体外翻译等的前提。所有ＲＮＡ的提取过程中都有五个关键点，即样品细胞或组织的有效破碎；有效地使白复合体变性；对内源ＲＮＡ酶的有效抑制；有效地将ＲＮＡ从ＤＮＡ和蛋白混合物中分离；对于多糖含量高的样品还牵涉到多糖杂质的有效除去。但其中很关键的是抑制RNA酶活性。RNA 的提取目前阶段主要可采用两种途径，提取总核酸，再用氯化锂将RNA 沉淀出来；直接在酸性条件下抽提，酸性下DNA与蛋白质进入有机相而RNA 留在水相。种提取方法将导致小分子量RNA 的丢失，目前该方法的使用频率已很低。聚合酶链式反应的引物与非特异扩增区的序列的同源性不要超过70%。

聚合酶链反应的常见问题分析与解决方法：PCR产物量过少：退火温度不合适。以2度为梯度设计梯度PCR反应优化退火温度。DNA模板量太少。增加DNA模板量。PCR循环数不足。增加反应循环数。引物量不足。增加体系中引物含量。延伸时间太短。以1 kb/min的原则设置延伸时间。变性时间过长。变性时间过长会导致DNA聚合酶失活。DNA模板中存在抑制剂。确保DNA模板干净。扩增产物在凝胶中涂布或成片状条带弥散：酶量过高。减少酶量；酶的质量差，调换另一来源的酶。dNTP浓度过高。减少dNTP的浓度。聚合酶链反应可用于产生突变基因，突变由科学家随意选择。南京特殊样本数字PCR网站

在嵌套聚合酶链反应中，除了预期的靶之外，该产物可能仍然由非特异性扩增的DN段组成。南京特殊样本数字PCR网站

聚合酶链反应的常见问题分析与解决方法：反应缓冲液未完全融化或未充分混匀。确保反应缓冲液融化完全并彻底混匀。引物特异性差。利用BLAST检查引物特异性或重新设计引物。引物量过多。减少反应体系中引物的用量。模板量过多。质粒DNA的用量应<50ng，而基因组DNA则应<200ng。外源DNA污染。确保操作的洁净。阴性对照出现条带：试剂，头，工作台污染。使用全新的试剂和头，对工作台进行清洁。条带大小与理论不符：污染。使用全新的试剂和头，对工作台进行清洁。模板或引物使用错误。更换引物和模板。基因亚型。对研究的基因进行序列分析和BLAST研究。南京特殊样本数字PCR网站