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聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）是分子診斷中常用的一種技術(shù)，它將單個(gè)DNA拷貝或幾條DNA鏈放大多個(gè)數(shù)量級(jí)，生成數(shù)十萬份特定DNA序列。這種方法依賴于熱循環(huán)，包括重復(fù)加熱和冷卻DNA熔化和DNA酶促復(fù)制反應(yīng)的循環(huán)。PCR實(shí)驗(yàn)需要大量的熱循環(huán)步驟來產(chǎn)生數(shù)千條DNA序列以進(jìn)行分析。
熱循環(huán)
通常，PCR由一系列20到40次重復(fù)的溫度變化組成，稱為循環(huán)，每次循環(huán)使DNA拷貝加倍。在大約40個(gè)循環(huán)中，可以生成大約10億個(gè)DNA拷貝，以生成足夠的生物標(biāo)記物，其可以通過光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)高精度識(shí)別。循環(huán)之前通常在高溫（95°C）下進(jìn)行單一溫度步驟，分離DNA，然后冷卻至50至65°C之間的熔融溫度，生物標(biāo)記物將與DNA結(jié)合，最后將溫度提高到72℃，以便對(duì)DNA的拷貝進(jìn)行檢測(cè)。每個(gè)階段的設(shè)定點(diǎn)溫度和時(shí)間長(zhǎng)度取決于基于生物標(biāo)記物附著于DNA程度的各種參數(shù)。
熱循環(huán)儀
PCR在特殊分子診斷裝置中進(jìn)行的，也稱為熱循環(huán)儀。在熱循環(huán)儀中，每個(gè)工藝溫度的加熱和冷卻時(shí)間需要精確的溫度控制，需要極快的升降溫速率，以最大限度地縮短擴(kuò)增的總持續(xù)時(shí)間。控制側(cè)由控溫模塊組成，以放置樣品孔。
整個(gè)熱模塊只能允許最小的溫度梯度，以最大限度地降低整個(gè)樣品孔的溫度過沖，這對(duì)于使用多孔的自動(dòng)PCR儀來說是一個(gè)挑戰(zhàn)。
PCR儀主要有三種類型：傳統(tǒng)的、實(shí)時(shí)的和定量的。在90年代設(shè)計(jì)的傳統(tǒng)PCR儀準(zhǔn)確性差、靈敏度低，而且在測(cè)試之后才能獲得結(jié)果。實(shí)時(shí)PCR儀允許技術(shù)人員在測(cè)試過程中查看結(jié)果，為定量提供最精確的數(shù)據(jù)。實(shí)時(shí)PCR使 POCT檢測(cè)成為可能，在較短的時(shí)間內(nèi)向患者提供結(jié)果。POC測(cè)試確保患者隨時(shí)隨地獲得最有效的醫(yī)療護(hù)理。定量分析，即數(shù)字PCR，樣本擴(kuò)增后，對(duì)陽性和陰性反應(yīng)的數(shù)目進(jìn)行精確計(jì)數(shù)，直接獲得樣品的拷貝數(shù)，可以進(jìn)行比實(shí)時(shí)PCR更精確的分析。
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