当你在鸳鸯锅里来回涮肉的时候你会想起PCR吗？

小 E 今天中午和同事一起吃饭的时候发生了以下对话：

听故事听到一半的 小 E 怀着强烈的好奇心，一吃完饭就自己去研究了 PCR 技术的发展历程……

原来从 1983 年 Kary Mullis 发明 PCR 技术以来，PCR 实验历经了“三级跳跃式”的发展历程。

从zui早期的手工操作 PCR 反应，到半自动机械臂在水浴中操作 PCR 反应，再到目前已经非常成熟的半导体（Peltier）温控技术，PCR 设备对操作人员来说已经变得越来越友好，越来越便利。

▲ 水浴式 PCR 仪

在科研工作者做 PCR 实验的过程中，也从最开始的能够扩增出核酸，发展到了能够更加准确、更加特异性地以及更加GX地扩增出我们所需要的目标核酸片段。

而要实现这样的要求，就必然对 PCR 实验条件进行摸索和优化。

PCR 梯度功能

早期的 PCR 条件优化只能一次又一次地不停尝试各种实验条件的组合，直到 90 年代中期 Eppendorf 在 5331 系列 PCR 上实现了不同列之间不同温度的功能，一次实验就能够测试 12 个不同的条件，一下子将 PCR 实验条件优化的效率提高了 10 倍以上，这也是我们所熟知的 PCR 梯度功能。

PCR 创新 2D 梯度功能

PCR 仪作为一个成熟的设备，是否还有发展的空间呢？

答案是肯定的，Eppendorf 在ZX的 Mastercycler^®  X50 系列 PCR 仪上引入了创新的2D 梯度功能。

更方便的温度步骤优化

世界著名的 MPI CBG（Max Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics）的科学家，在使用了 Eppendorf Mastercycler^® X50 的 2D 梯度功能后表示，使用 2D 梯度可以非常方便地在一次实验中对 PCR 反应过程中的两个温度步骤进行优化（如，变性与退火），一次可以摸索 96 个不同的温度条件组合。

这样的条件优化对于难以扩增的高 GC 含量的模板的条件优化显得尤为重要。

而这使得 PCR 条件优化的过程有了全新的可能性。

实验证明条件优化的更多可能性

实验测试了用 X50 的 2D 梯度功能摸索优化小鼠基因 PCR 扩增条件来提高产量的方法。

科学家没有采用 96 孔板满板 PCR 的方法来进行扩增，而是非常机智地，在尽可能少的实验量的情况下覆盖到所有的温度组合，方案如图：

蓝色标记为实际的温度组合以及其对应 PCR 仪上的孔位。

从实验结果来看：

采用 91 度左右的温度来进行变性反应时的核酸产物最多，虽然我们一般变性温度会使用 94-95 度，但是这次实验很显而易见地表明，结果和我们的传统认识还是有所区别的，而这个情况在不具备 2D 功能的 PCR 仪上操作时几乎不会被关注到。