详细说明
PCR技术是80年代中期美国Cetus公司Mullis等发明的快速体外基因扩增技术。在建立 PCR方法的初期,使用大肠杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段,在两个不同温度的水浴槽中完成模板DNA的扩增,出现了PCR基因扩增仪的雏形。由于DNA聚合酶I的Klenow片段在DNA变性温度下失活,每轮反应都要补加酶,不利于自动化;1988年Saiki等将耐热 DNA聚合酶(Taq酶)引入PCR,使操作大为简化从而加速了PCR的自动化,各种类型的PCR基因扩增仪相继问世,推动了PCR技术的发展和应用。
PCR基因扩增仪的设计均按照DNA变性、复性和延伸三个环节以及温度均恒、传导快和升降温迅速等原则,结合传感技术、微电子技术和电子计算机等技术发展而成的自动化和智能化的仪器设备,下面仅从保温和变温的角度介绍几类PCR仪的原理。
1. 水浴式PCR基因扩增仪水浴式PCR基因扩增仪一般由三个不同温度的水浴槽和机械臂组成,样品管分别浸于三个水浴槽中,完成变性、复性和延伸三个过程,反应管在每个槽中停留的时间和槽间移动通过微电脑及其控制的机械臂完成。该仪温度可调、恒温精度高、温度均匀,价格低廉,适用于基层实验室使用,但机械臂易出故障,水浴槽中水份易蒸发(覆盖矿物油可防止蒸发),体积较大。国内生产厂家有:华美生物工程公司(ZW-1型),北京新技术研究所(1109型),天津第二医学院(TE-1型),中科院遗传研究所(PCR-90A型),上海复旦生物技术所(FR-800型)等。此外还有一类水浴式PCR仪,只有一个固定样品槽,通过微机控制将不同温度的水泵入或排出达到温度控制完成DNA扩增的目的,此类型的PCR仪应用较少。
3. 金属模块式PCR基因扩增仪此类扩增仪的核心为铝或不锈钢加热块,上面分布数量不等的样品管孔,采用电阻加热、压缩机制冷、半导体调制温度或电子调制温度。该机体积小,升降温速度快,样品基座温度准确、均一度高,自动化程度高,扩增程序容量较大,检测样品数目多,可用于普通0.5ml管、薄壁管DNA扩增和原位DNA扩增。操作简单、方便,检测结果稳定可靠性高,但价格比较昂贵,适宜于大型综合性科研机构或诊断、检疫单位使用。是目前国内外生产和使用较为普遍的PCR基因扩增仪。国内外生产厂家主要有美国PE公司(PT系列)、MJ公司(PCT系列)、Ericomp公司(TCX系列)等等,英国Techne公司MW-1型,珠海黑马医学仪器公司(Hema 480型),西安康怡公司CY系列,南京桑利司(SL-1型),军事医学科学院(JK-236B型)和中科院遗传研究所(PCR-90B型)等。