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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DNA拷貝或幾條DNA鏈放大多個數(shù)量級，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實驗需要大量的熱循環(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個循環(huán)中，可以生成大約10億個DNA拷貝，以生成足夠的生物標(biāo)記物，其可以通過光學(xué)測量系統(tǒng)高精度識別。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DNA的拷貝進(jìn)行檢測。每個階段的設(shè)定點溫度和時間長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，每個工藝溫度的加熱和冷卻時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)時間。控制側(cè)由控溫模塊組成，以放置樣品孔。
整個熱模塊只能允許最小的溫度梯度，以最大限度地降低整個樣品孔的溫度過沖，這對于使用多孔的自動PCR儀來說是一個挑戰(zhàn)。
PCR儀主要有三種類型：傳統(tǒng)的、實時的和定量的。在90年代設(shè)計的傳統(tǒng)PCR儀準(zhǔn)確性差、靈敏度低，而且在測試之后才能獲得結(jié)果。實時PCR儀允許技術(shù)人員在測試過程中查看結(jié)果，為定量提供最精確的數(shù)據(jù)。實時PCR使 POCT檢測成為可能，在較短的時間內(nèi)向患者提供結(jié)果。POC測試確保患者隨時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，對陽性和陰性反應(yīng)的數(shù)目進(jìn)行精確計數(shù)，直接獲得樣品的拷貝數(shù)，可以進(jìn)行比實時PCR更精確的分析。
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