第一节 PCR扩增仪项目定义及性质
1、定义
简单的说,PCR就是利用DNA聚合酶对特定基因做体外或试管内In Vitro的大量合成,基本上它是利用DNA聚合酶进行专一性的连锁复制。目前常用的技术,可以将一段基因复制为原来的一百亿至一千亿倍。
2、分类
根据DNA扩增的目的和检测的标准,可以将PCR仪分为普通PCR仪,梯度PCR仪,原位PCR仪,实时荧光定量PCR仪四类。
1)普通的PCR仪
把一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪,叫传统的PCR仪,也叫普通PCR仪。如果要做不同的退火温度需要多次运行。主要是做简单的,对目的基因退火温度的扩增。该仪器主要应用于科研 研究 ,教学,医学临床,检验检疫等机构。
2)梯度PCR仪
把一次性PCR扩增可以设置一系列不同的退火温度条件(温度梯度),通常12钟温度梯度,这样的仪器就叫梯度PCR仪。因为被扩增的不同DNA片段,其最适退火温度不同,通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增,从而一次性PCR扩增,就可以筛选出表大量高的最适退火温度,进行有效的扩增。主要用于 研究 未知DNA退火温度的扩增,这样节约成本的同时也节约了时间。主要用于科研,教学机构。梯度PCR仪,在不设置徒弟的情况下也可以做普通PCR扩增。
3)原位PCR仪
用于从细胞内靶DNA的定位 分析 的细胞内基因扩增仪,如病源基因在细胞的位置或目的基因在细胞内的作用位置等。是保持细胞或组织的完整性,使PCR反应体系渗透到组织和细胞中,在细胞的靶DNA所在的位置上进行基因扩增,不但可以检测到靶DNA,又能标出靶序列在细胞内的位置,于分子和细胞水平上 研究 疾病的发病机理和临床过程及病理的转变有重大的实用价值。
4)实时荧光定量PCR仪
在普通PCR仪的基础上增加一个荧光信号采集系统和计算机 分析 处理系统,就成了荧光定量PCR仪。其PCR扩增原理和普通PCR仪扩增原理相同,只是PCR扩增时加入的引物是利用同位素、荧光素等进行标记,使用引物和荧光探针同时与模板特异性结合扩增。扩增的结果通过荧光信号采集系统实时采集型号连接输送到计算机 分析 处理系统得出量化的实时结果输出。把这PCR仪叫做实时荧光定量PCR仪。荧光定量PCR仪有单通道,双通道,和多通道。当只用一种荧光探针标记的时候,选用单通道,有多荧光标记的时候用多通道。单通道也可以检测多荧光的标记的目的基因表达产物,因为一次只能检测一种目的基因的扩增量,需多次扩增才能检测完不同的目的基因片段的量。该仪器主要用于医学临床检测,生物医药研发,食品 行业 ,科研院校等机构。
第二节 PCR扩增仪项目发展历程
1971年,Kleppe等人首次在文章中准确、客观地阐述了PCR方法。
1985年,美国PE-Cetus公司的Kary Mullis等人发明PCR技术。
1988年初,Keohanog改用T4DNA聚合酶进行PCR,其扩增的DNA片段很均一,真实性也较高,只有所期望的一种DNA片段。但每循环一次,仍需加入新酶。1988年Saiki等从温泉中分离的一株水生嗜热杆菌thermus quaticus中提取到一种耐热DNA聚合酶。此酶具有以下特点:①耐高温,在70℃下反应2h后其残留活性大于原来的90%,在93℃下反应2h后其残留活性是原来的60%,在95℃下反应2h后其残留活性是原来的40%。②在热变性时不会被钝化,不必在每次扩增反应后再加新酶。③大大提高了扩增片段特异性和扩增效率,增加了扩增长度2.0Kb。由于提高了扩增的特异性和效率,因而其灵敏性也大大提高。为与大肠杆菌多聚酶IKlenow片段区别,将此酶命名为Taq NA多聚酶Taq NA olymerase。此酶的发现使PCR广泛的被应用。
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