PCR到底是什么？

PCR技術問世已有30多年，期間創新性生物技術不斷涌現，然而PCR技術的地位依然不可撼動，PCR的全稱是聚合酶鏈式反應（Polymerase Chain Reaction），簡單說來，PCR技術是利用DNA雙鏈復制的原理，在生物體外大量擴增特定DNA片段的技術，PCR作為一項bi不可少的技術手段，仍被廣泛應用在基因克隆、基因表達分析、病原體檢測、疾病診斷、基因測序、生物制藥、基因/細胞治療、分子育種、物種鑒定、法醫鑒定等各個領域。

標準的PCR過程包括三個步驟：變性(Denaturation)——退火(Annealing)——延伸(Extension)。

一、變性

變性是通過高溫（通常為90～95℃）破壞雙鏈DNA的氫鍵，使其變成單鏈DNA。變性的時間和溫度會根據DNA片段的復雜程度、GC含量、大小以及緩沖液的鹽濃度來確定。

二、退火

退火是指在DNA形成單鏈之后，通過降低溫度，使引物能夠結合到單鏈DNA的目標區域上。一般情況下，引物完成退火所需的孵育時間為0.5-2分鐘。通過計算PCR擴增引物的熔解溫度（Tm），可以確定適當的退火溫度，通常比引物的Tm低3-5℃。

三、延伸

指DNA模板--引物結合物在DNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應原料，目標序列為模板，按照堿基互補配對與半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA 鏈互補的鏈。

在延伸階段，DNA模板與引物結合物在DNA聚合酶的作用下，以dNTP為反應原料，在模板的指導下，按照堿基互補配對和半保留復制原理，合成一條新的與模板DNA鏈互補的鏈。一般將溫度設定在70-75℃之間，因為熱穩定性DNA聚合酶在這個溫度下活性最佳。延伸的時間取決于DNA聚合酶的合成速度和目標DNA的長度。當目標片段的擴增長度較長（如大于10 kb）時，除了需要增加延伸時間，還需降低溫度，以確保引物能在長時間循環中保持酶的活性。另外，假如引物退火溫度與延伸溫度相差未超過3℃，則退火和延伸溫度可合并成一步，稱為兩步PCR法，可取代傳統的三步PCR法。兩步PCR法無需在退火和延伸之間轉換和穩定溫度，從而縮短了PCR所需的時間。通過重復變性——退火——延伸這三個過程，即可獲得更多的“半保留復制鏈"，而這種新鏈又能作為下個循環的模板，不斷循環。

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