基因扩增仪的工作原理

　　基因扩增仪性能zhuo越，能满足不同工作环境的多种需求。可用作以聚合酶链式反应为特征的、以检测DNA/RNA为目的的各种病原体检测及基因分析。基因扩增仪广泛应用于分子生物学、医学、食品工业、司法科学、生物技术、环境科学、微生物学、临床诊断、流行病学、遗传学、基因芯片、基因检测、基因克隆、基因表达等领域。

基因扩增仪的工作原理

　　1、基因扩增的基本要素

　　基因扩增的基本要素与DNA复制的基本要素是一致的。

　　①DNA模板：待拷贝的DNA称为模板，它可以是双链DNA也可是单链DNA，Z后扩增得到的产物是双链状态的。

　　②引物：是DNA复制的先锋，就象结晶过程中的晶核，引导DNA的合成。在PCR扩增中一般使用合成的寡核苷酸作引物。

　　③DNA聚合酶(TaqDNA聚合酶)：是DNA复制的动力，在dNTP等底物存在时在引物的引导下沿着模板DNA合成互补的DNA链。

　　④缓冲液：提供DNA合成反应所需的pH，离子强度等环境。

　　⑤4种单核苷酸：dNTP，提供DNA合成原料。

　　2、基因扩增仪原理

　　基因扩增仪是利用PCR技术对特定基因做体外的大量合成，用于以检测DNA/RNA为目的的各种基因分析。

　　PCR反应一般设置20~40次循环，每一循环包括高温变性、低温退火、中温延伸三步反应。每一循环的产物作为下一个循环的模板。PCR的扩增效率很高，如果循环次数是30次，那么新生DNA片段理论上达到230拷贝(约为10⁹个分子)。PCR反应每个循环的三个基本反应步骤如下：

　　①模板DNA的变性：模板DNA经加热至94℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA产物解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备;

　　②模板DNA与引物的退火(复性)：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;

　　③引物的延伸：温度升到72℃左右，DNA模板-引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链。重复循环变性-退火-延伸三过程，就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。到达平台期所需循环次数取决于样品中模板的拷贝。

基因扩增仪的用途

　　基因扩增仪灵敏度高，操作起来简便、快捷，加上对特定基因样本纯度要求低，因而被广泛地运用在以下检测活动中:

　　1、医学和健康检验机构临床诊断，用于判断检体中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断以及基因复制。

　　2、DNA鉴定，常见于司法鉴定领域。

　　3、临床分子诊断试剂和生物试剂公司药品研发。

　　4、转基因、微生物、动物源性成分检测，常见于医药卫生及农产品检验领域。

基因扩增仪器的发展历史

　　随着基因扩增技术的不断发展，各类基因扩增仪相继进入人们的视野。依照该项技术发展的成熟度，基因扩增仪器大致发展到目前的第四代:diyi代为手动/机械手式水浴式基因扩增仪;第二代为自动控制型定性基因扩增仪;第三代为定时定量基因扩增仪;第四代为数字式基因扩增仪。

　　相较前三代产品，第四代产品—数字式基因扩增仪已基本克服温度控制精度不高、开盖跑胶过程易带来样本污染、基因扩增数量受模块孔数限制等诸多缺陷，基因扩增技术较为成熟。

　　根据工作目标的不同，基因扩增仪又可分为定性基因扩增仪(又称普通基因扩增仪)和定量基因扩增仪(又称为荧光基因扩增仪)两类。

　　定性基因扩增仪通常由样品载台、热循环部件、控制部件和电源部件等部分组成。

　　定量基因扩增仪主要由样品载台、热循环部件、传动部件、荧光检测光学部件、微电路控制部件、计算机及应用软件组成。

　　二者的区别在于后者在前者的基础上增加了荧光检测系统，借助样本和标准品之间的对比来实现定量分析，更加直观的获得被检样本Z初的浓度或含量。