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PCR儀工作原理、分類、作用及校準參數全文一覽

更新時間:2022-03-14 12:14:08 人氣指數:
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PCR擴增儀又稱為PCR基因擴增儀、PCR核酸擴增儀、聚合酶鏈反應核酸擴增儀,是利用PCR技術對特定DNA擴增的一種儀器設備。

PCR儀的工作原理

pcr屬于一種用來放大擴增特定DNA片段的分子生物學技術,能夠看作是生物體外的特殊DNA復制,PCR的大特點,就是能夠把微量的DNA大幅增加。


不管是化石中的古生物、幾十年前兇殺案中兇手遺留下的毛發、皮膚或者是血液,只要能夠分離出一丁點的DNA,那么就可以使用PCR來放大,進行對比。


PCR是利用DNA在體外攝氏95度高溫時變性時會變成單鏈、低溫時引物和單鏈按照堿基互補配對的原則來結合,再調溫度到DNA聚合酶適反應溫度,DNA聚合酶沿著磷酸到無碳糖的方向合成互補鏈。給予聚合酶制造的PCR儀實際上就是一個溫控設備,能夠在變性溫度、復性溫度以及延伸溫度之間進行很好的控制。


DNA的半保留復制可以說是生物進化和傳代的重要途徑。

PCR儀的分類

普通PCR儀:

只進行PCR擴增的PCR儀,實際上是一個溫控設備。只能實現DNA的擴增,分析檢測需要在擴增之后。而擴增后到檢測分析的這個過程中,要將樣品中儀器中取出來,容易受到污染和污染環境。


實時熒光PCR儀:

在普通PCR儀的基礎上增加熒光信號采集系統和計算機分析處理系統。在作為溫控設備的同時加入熒光分析系統。


PCR儀是用來做什么的

所采集到的樣品含量太低,無法正常的用儀器進行檢測分析時需要通過PCR儀PCR技術來實現樣品擴增,擴增的倍數2N次方。


通過這個技術,可以用于:

(1)分子生物學研究:核酸定量分析,基因表達差異分析等等

(2)醫學研究:產前診斷,病原體檢測如最近的新冠病毒等等方面。

PCR儀怎么選擇

標準 PCR儀主要是產生大量的核酸序列供后續實驗使用,比如測序、克隆,或僅僅是為了在凝膠上看看有沒有合適的條帶。


QPCR則是實時定量靶序列,通常被用來測定生物分子的豐度,而不是生成終產物。“有了QPCR,研究人員就不再關心PCR 產物發生了什么。


數字PCR也是定量的,但并非實時。反應發生在大量的微小分區中。這些分區很小,其中每個可能包含0或1個DNA分子,通過計算陽性反應的數量,研究人員能夠真正定量DNA。這比 QPCR更為靈敏,也不需要標準曲線。


對于標準PCR儀和定量PCR儀之間的選擇,研究人員通常都心里有數。數字PCR通常能提供一個更好的答案,更明確的答案。

PCR儀的校準參數


在反應的過程中,溫度示值與設定值是否準確,這是第一個溫度示值誤差;因為我們需要升溫,降溫,升溫,這是不是涉及到一個速率的問題,升降溫的快慢,會直接影響到整個反應過程,所以,升降溫速率也是我們需要考量的一個方向


儀器通過加熱模塊去控制溫度,在快速升降溫的過程中,儀器不可避免的會先升高/降低溫度之后,再達到所設定的問題,這就是溫度的過沖,這也是可能也是一個考量的指標。


達到一定的溫度之后,儀器要平衡一段時間,而溫度平衡的時間和設置的時間,是否一致,也是要考慮的一個方向。


不同的DNA模板,需要的溫度和解鏈的時間不一樣,如果解鏈的時間沒達到要求,DNA沒有完全變性,在降溫復性的過程中,會恢復到天然的狀態。

PCR儀有48孔、96孔,384孔,每一個孔都可以放一個樣品,自然我們上面所說的溫度參數,還是有一些不全。


這里大致總結一下:溫度示值誤差、溫度均勻性、溫度最大沖量、溫度持續時間準確度、平均升降溫速率,最大升降溫速率等。


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