PCR基因擴(kuò)增儀(Polymerase Chain Reaction)是進(jìn)行PCR反應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備，其原理主要包括PCR反應(yīng)體系、溫度控制和基因擴(kuò)增過程。
PCR反應(yīng)體系主要包括DNA模板、引物、dNTPs(脫氧核苷三磷酸)、聚合酶和緩沖液等組分。DNA模板是需要擴(kuò)增的DNA片段，引物是一對特異性寡核苷酸序列，能夠與DNA模板的兩端相互補(bǔ)合。dNTPs是建立新DNA鏈所需的脫氧核苷三磷酸，聚合酶則能夠識別引物與DNA模板的結(jié)合，并在反應(yīng)中合成新DNA鏈。緩沖液則能夠維持PCR反應(yīng)體系的酸堿平衡。
PCR基因擴(kuò)增儀通過溫度控制來模擬PCR反應(yīng)中所需的不同溫度環(huán)境。通常包含一個恒溫環(huán)境控制模塊和一個溫度升降模塊。恒溫環(huán)境控制模塊能夠精確控制PCR反應(yīng)過程中的三個溫度區(qū)間：變性、退火和延伸。變性階段通常在94-98°C進(jìn)行，以使DNA模板的雙鏈解開。退火階段在45-68°C之間進(jìn)行，引物與已解開的DNA模板相互補(bǔ)合。延伸階段在72°C進(jìn)行，聚合酶能夠合成新的DNA鏈。溫度升降模塊能夠快速調(diào)整PCR反應(yīng)體系的溫度，以實(shí)現(xiàn)PCR反應(yīng)的循環(huán)。
PCR基因擴(kuò)增儀通過基因擴(kuò)增過程實(shí)現(xiàn)DNA片段的擴(kuò)增。基因擴(kuò)增過程可以分為三個步驟：變性、退火和延伸。在變性階段，PCR反應(yīng)體系中的DNA雙鏈被高溫解開，形成單鏈。在退火階段，引物與DNA模板的兩個單鏈相互補(bǔ)合形成雙鏈結(jié)構(gòu)。在延伸階段，聚合酶沿著DNA模板鏈進(jìn)行DNA合成，生成兩個新的DNA分子。以上三個步驟循環(huán)進(jìn)行，每一個循環(huán)會形成原有DNA片段數(shù)量的兩倍，從而實(shí)現(xiàn)DNA片段的快速擴(kuò)增。
PCR基因擴(kuò)增儀的主要應(yīng)用包括：
1.基因鑒定和檢測：快速擴(kuò)增出待檢測基因的特定片段，用于基因鑒定和檢測。
2.基因克隆：擴(kuò)增出感興趣的基因片段，并用于進(jìn)一步的基因克隆實(shí)驗(yàn)。
3.基因突變研究：可以擴(kuò)增出含有特定突變的基因片段，用于研究基因突變對生物功能的影響。
4.基因表達(dá)分析：可以擴(kuò)增出目標(biāo)基因的mRNA轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物，用于基因表達(dá)分析和定量。
5.DNA測序前的預(yù)擴(kuò)增：可以在進(jìn)行DNA測序前對DNA樣品進(jìn)行預(yù)擴(kuò)增，以增加測序的靈敏度和準(zhǔn)確性。
