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PCR:即聚合酶鏈式反應(Polymerase Chain Reaction)，利用DNA 在體外95°C時解旋(變
性)，55°C時引物與單鏈按堿基互補配對的原則結(jié)合(退火)，再調(diào)溫度至72°C左右, DNA
聚合酶沿著磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互補鏈(延伸)
PCR儀實際就是一個溫控設備，能在95'C, 55°C, 72°C之間很好地進行溫度控制。根
據(jù)DNA擴增的目的和檢測的標準可以將PCR儀分為:普通PCR儀，梯度PCR儀，原位PCR
儀，實時熒光定量PCR儀等幾類。
普通PCR儀:
-般把一次PCR擴增只能運行一個特定退火溫度的PCR儀，稱之為普通PCR儀，也就是傳統(tǒng)的PCR儀。如果要用它做不同的退火溫度則需要多次運行。
普通PCR儀主要應用于科研、教學、臨床醫(yī)學、檢驗、檢疫等。
梯度PCR儀:
PCR反應能否成功，退火溫度是關鍵，梯度PCR儀每個孔的溫度可以在指定范圍內(nèi)按照梯度設置，根據(jù)結(jié)果，-步就可以摸索出最適反應條件。-次性PCR擴增可以設置-系列不同的退火溫度條件(通常12種溫度梯度)的稱之為梯度PCR儀。
不同的DNA片段其最適合的退火溫度不同，通過設置-系列的梯度退火溫度進行擴增，從而一次性PCR擴增就可以篩選出表達量高的最適合退火溫度進行有效的擴增。
梯度PCR儀主要用于研究未知DNA退火溫度的擴增，這樣既節(jié)約時間，也節(jié)約成本。在不設置梯度的情況下亦可當做普通的PCR用。
梯度PCR儀多應用于分子生物學、醫(yī)學、食品工業(yè)、司法科學、生物技術、環(huán)境科學、微生物學、臨床診斷、流行病學、遺傳學、基因芯片、基因檢測、基因克隆、基因表達等領域以聚合酶鏈式反應( Picymerase Chain Reaction，PCR為特征的、以檢測DNA/RNA為目的的各種病原體檢測及基因分析。
原位PCR儀
PCR是提取細胞或組織中的DNA進行基因擴增反應，而原位PCR是保持細胞或組織的完整性，使PCR反應體系滲透到組織和細胞中，在細胞的靶DNA所在的位置上進行基因擴增。
不但可以檢測到靶DNA，而且還可以了解靶DNA存在于何種細胞中，更有利于探討靶DNA與細胞之間的關系。
原位PCR儀主要應用于：（1）檢測外源性基因片段，提高檢出率，集中在病毒感染的檢查上，如HIV、HPV、HBV、CMV等；（2）觀察病原體在體內(nèi)分布規(guī)律；（3）內(nèi)源性基因片段，如人體的單基因病、重組基因、易位的染色體、Ig的mRNA片段、癌基因片段等；（4）檢測導入基因；（5）遺傳病基因檢測如β－地中海貧血。 
實時熒光定量PCR儀:
在普通PCR儀設計基礎.上增加熒光信號采集系統(tǒng)和計算機分析處理系統(tǒng)，形成了具有熒光定量功能的PCR儀器。其PCR擴增原理和普通PCR擴增原理相同，在PCR擴增時加入的引物是利用同位素、熒光素等進行標記，使用引物和熒光探針同時與模板特異性結(jié)合擴增。擴增的結(jié)果通過熒光信號采集系統(tǒng)實時采集信號連接輸送到計算機分析處理系統(tǒng)，得出量化的實時結(jié)果輸出。
熒光定量PCR儀有單通道，雙通道和多通道之分。當只用-種熒光探針標記的時候，選用單通道;有多種熒光標記的時候使用多通道。單通道也可以檢測多熒光的標記和目的基因表達產(chǎn)物，因為一次只能檢測一種目的基因的擴增量,需多次擴增才能檢測完不同的目的基因片段的量。多通道利于做多重PCR,實現(xiàn)一次檢測多種目的基因的功能。
熒光定量PCR儀主要應用于臨床醫(yī)學檢測、生物醫(yī)藥研發(fā)、食品行業(yè)、科研院校等。熒光定量檢測技術在臨床診斷方面很多，主要集中在各種病原體引起疾病的臨床診斷，如肝炎類疾病、性病、與優(yōu)生優(yōu)育相關的疾病以及肺結(jié)核等等。
通道: channel指的是針對每一種熒光的檢測器，比如你在-一個管中做多個顏色，針對多個靶基因。每個顏色需要-個檢測器來檢測熒光信號的強弱，每一個針對不同顏色的檢測器，就是一個通道。在使用有些廠家5通道的熒光定量儀時，為了確保實驗結(jié)果的精確性和準確性都要在實驗中使用ROX(一種熒光染料，ROX是作為內(nèi)參的，即參照和校正實驗結(jié)果。在ABI的機器里顯示為紅色的水平線。如果你的擴增線在剛開始的時候就高于ROX證明有基因組DNA污染。)或?qū)Ｓ玫?/font>Referencedye，這些熒光染料都必須單獨使用-個檢測通道。這樣以來，真正能檢測多重PCR熒光信號的有效通道只有4個，而且使用校正染料可能會增加后期的使用成本。有的熒光定量PCR的檢測通道是只為自己廠家的專用的熒光染料或試劑開放的，有效檢測通道也絕非像宣傳資料中宣稱的那么多。
選擇單通道實驗還是多通道實驗？
這是要根據(jù)實驗需要來選擇的，如果有一個、兩個或是三個基因要進行比較,并用看家基因進行對照，可以考慮選擇多通道實驗。多通道實驗的好處是可以消除樣本加樣的誤差。但要克服的困難也比較多，一是條件的優(yōu)化比較麻煩， 即多種PCR反應以及探針要在同一個反應條件下進行，并且效率都要比較，高，另一個困難是要求相互之間沒有干擾，因為干擾會影響到實驗結(jié)果。還有一一個困難是當一個基因的模板數(shù)顯著大于其他基因時，因為共用核音酸等資源的原因，會讓模板數(shù)少的基因的定量值變小或變?yōu)榱?。因此一般兩通道的實驗比較多些，即一個基因進行多樣本比較，用看家基因進行對照。
硬件設計:傳統(tǒng)的96孔板的熒光定量PCR可以容納的樣本量大，而且無需特殊的耗材。有些傳統(tǒng)的96孔板的儀器采用鹵鎢燈激發(fā)、CCD檢測，這些光學結(jié)構(gòu)在96孔板的頂部，每個樣品孔距光源和檢測器的光程各不相同一-邊緣效應，對結(jié)果產(chǎn)生影響。為了保證精確、準確的實驗結(jié)果，這類儀器在實驗過程中通常會使用ROX (-種熒光染料)或?qū)Ｓ玫?/font>Reference dye作為參照校正實驗結(jié)果。鹵鎢燈的使用壽命短、更換成本較高已經(jīng)成為很多用戶頭痛的問題。在實驗過程中鹵鎢燈作為一種熱光源，產(chǎn)生較多熱能對實驗結(jié)果有一定的影響。CCD最大的優(yōu)點就是可以同時掃描所有樣品中的熒光信號，但是靈敏度較低，而且同時檢測樣品間的熒光信號存在干擾。像ABI、Bio-rad 公司生產(chǎn)的熒光定量PCR就屬于這一種。
創(chuàng)新的離心式的儀器通常選用LED激發(fā)、PMT檢測，離心式的設計上避免了邊緣效應。LED光源是冷光源對實驗沒有影響，因此無需采用其他熒光染料校正儀器，而且使用壽命長無需經(jīng)常更換。PMT每次只能收集.單個熒光信號，但是檢測靈敏度高。但這類儀器運行速度非常快，但也存在樣本量小、耗材昂貴、沒有梯度功能、存在時間積分等缺點。Corbett 的Rotor-gene系列和Roche的Lightcycler 系列均為這一.類儀器。
在熒光定量PCR儀的眾多技術參數(shù)中，升降溫速度也是廠家喜歡大力宣傳的指標。更快的升降溫，可以縮短反應進行的時間，而且縮短了可能的非特異性結(jié)合、反應的時間，提高PCR的特異性。
