T100 PCR儀(聚合酶鏈式反應儀)是分子生物學領域中用于體外擴增特定DNA片段的核心設備,通過模擬DNA自然復制過程,在數小時內將微量DNA樣本擴增至數百萬至數十億倍,被廣泛應用于基因檢測、疾病診斷、科研探索及工業(yè)生產等領域。
T100 PCR儀通過精確控制反應體系的溫度變化,驅動DNA變性、退火、延伸三個關鍵步驟的循環(huán)進行,具體過程如下:
變性(Denaturation):
溫度升至94-98℃,持續(xù)20-30秒,使DNA雙鏈解旋為單鏈,為后續(xù)引物結合提供模板。
退火(Annealing):
溫度降至50-65℃(依引物Tm值調整),持續(xù)20-40秒,特異性引物與單鏈DNA的互補區(qū)域結合,標記擴增起點。
延伸(Extension):
溫度升至72℃(Taq DNA聚合酶最適溫度),持續(xù)30秒至2分鐘,聚合酶沿引物方向合成新鏈,完成DNA復制。
循環(huán)次數:通常進行25-40個循環(huán),每輪循環(huán)DNA數量呈指數增長(理論擴增倍數=2n,n為循環(huán)數)。
根據功能與設計差異,PCR儀可分為以下類型:
1.傳統(tǒng)梯度PCR儀
特點:通過金屬塊均勻加熱/冷卻,配備梯度溫度模塊,可同時設置不同退火溫度,快速優(yōu)化反應條件。
應用:適合引物設計初期,篩選最佳退火溫度(如基因克隆、突變體篩選)。
2.實時熒光定量PCR儀(qPCR)
核心升級:集成熒光檢測系統(tǒng),實時監(jiān)測擴增產物積累,實現定量分析。
技術分支:
SYBR Green法:熒光染料嵌入DNA雙鏈,非特異性檢測所有擴增產物。
探針法(TaqMan):使用特異性熒光探針,僅標記目標序列,靈敏度達1-10拷貝/μL。
應用:病毒載量檢測(如HIV、HPV)、基因表達分析、SNP分型等。
3.數字PCR儀(dPCR)
原理創(chuàng)新:將反應體系分割為數萬個微反應單元(如微滴、芯片孔),通過終點法統(tǒng)計陽性單元比例,實現絕對定量。
優(yōu)勢:無需標準曲線,抗干擾能力強,可檢測低至0.001%的突變頻率。
應用:液體活檢(循環(huán)腫瘤DNA檢測)、轉基因成分定量、環(huán)境微生物監(jiān)測等。