PCR仪关键的热学概念和变温速率-ThermoFisherScientific
PCR仪缓慢降温怎么设置
PCR仪缓慢降温怎么设置什么是PCR仪？PCR（聚合酶链式反应）是一种常用的基因分析技术，它能够在体外复制DNA片段，并通过温度的周期性变化来引发DNA的复制。
PCR技术在生物学和医学领域有着广泛的应用，对于研究基因组学和分子生物学等领域非常重要。
PCR仪是进行PCR技术的关键设备，它通过控制温度变化来实现DNA的复制过程。
PCR仪内部配备了一个热盖，能够提供恒定的温度环境，同时也能确保反应混合物的蒸发。
PCR过程中的缓慢降温PCR技术通常包括三个主要步骤：变性、退火和延伸。
其中，在退火步骤中的缓慢降温对于PCR反应的成功至关重要。
在退火过程中，引物结合到目标DNA序列上，启动DNA链的合成。
缓慢降温可以提高引物与目标序列的特异性结合，减少非特异性杂交的可能性。
缓慢降温的设置可以通过PCR仪的温度程序控制来完成。
下面是一个常见的缓慢降温设置方案：1.将PCR仪的温度设置为目标DNA序列退火温度的5°C。
2.将PCR反应体系放入PCR仪中。
3.启动PCR仪的程序，让温度从初始变性温度快速升高到95°C，进行变性步骤。
4.当温度达到95°C时，缓慢降低温度至目标退火温度的5°C，保持一段时间。
5.在缓慢降温阶段，引物与目标DNA序列结合。
6.缓慢降温时间结束后，提高温度至延伸步骤所需的温度。
7.完成PCR反应。
缓慢降温的重要性为什么缓慢降温在PCR技术中如此重要呢？这是因为在缓慢降温的过程中，引物与目标DNA序列结合的特异性增强。
这是由于在较低温度下进行退火，引物需要更长的时间和更低的温度来正确结合到目标序列上，从而减少了非特异性杂交的可能性。
此外，缓慢降温还有助于避免产生二聚体和伪二聚体等不良反应，这些反应可能会降低PCR反应的特异性和产量。
总结PCR仪的缓慢降温设置对于PCR反应的成功至关重要。
通过合理设置PCR仪的温度程序，可以在退火步骤中提高引物与目标DNA序列结合的特异性。
pcr仪的原理
pcr仪的原理PCR仪的原理PCR（聚合酶链式反应）是一种重要的分子生物学技术，广泛应用于基因组学、医学诊断、疾病研究等领域。
PCR仪是进行PCR实验的关键设备，它通过控制温度循环来实现DNA模板的扩增。
本文将介绍PCR仪的原理及其工作过程。
PCR仪的工作原理基于酶的活性受温度的影响，利用特定温度下的DNA聚合酶来扩增目标DNA序列。
PCR仪主要由恒温器、热电偶、加热和冷却装置以及控制系统等组成。
PCR的工作过程包括三个基本步骤：变性、退火和延伸。
首先，将PCR反应体系中的DNA样本加热至95°C，使DNA双链解旋成两条单链。
这个步骤叫做变性。
然后，将温度降低至50-60°C，使引物与目标DNA序列互相结合。
这个步骤叫做退火。
最后，将温度升高至72°C，加入DNA聚合酶，使其在模板DNA的基础上合成新的DNA链。
这个步骤叫做延伸。
这三个步骤的循环重复多次，每次循环都会使DNA序列扩增一倍。
通过多次循环，可以在很短的时间内扩增出大量的目标DNA序列。
PCR仪通过精确控制温度循环来实现PCR反应。
首先，将反应体系加热至95°C，这个温度可以使DNA双链解旋。
然后，将温度降低至50-60°C，使引物与目标DNA序列结合。
最后，将温度升高至72°C，使DNA聚合酶进行DNA链合成。
这三个温度的快速切换和稳定控制是PCR仪的关键。
PCR仪的温度控制主要通过恒温器和热电偶来实现。
恒温器可以精确控制反应体系的温度，使其在不同的温度下进行变性、退火和延伸。
热电偶则用于实时监测反应体系的温度，并将温度信号传输给控制系统。
控制系统根据热电偶的反馈信号来调整恒温器的温度，以实现温度的精确控制。
除了温度控制，PCR仪还需要具备高效的加热和冷却装置。
加热装置可以迅速将反应体系加热至目标温度，而冷却装置则可以快速将反应体系冷却至下一个温度。
这两个装置的高效工作可以使PCR反应的温度循环快速进行，提高PCR的效率和准确性。
pcr仪的工作原理
pcr仪的工作原理PCR（聚合酶链式反应）仪是一种用于进行聚合酶链式反应的设备，其工作原理涉及温度控制、荧光探测等关键技术。
以下是PCR仪的基本工作原理：1. 变温块：PCR仪中的关键部分是一个能够控制温度的变温块。
这个块通常由热电偶或其他传感器探测样品的温度，然后根据PCR程序的要求，通过电加热或制冷来快速而精确地调整温度。
2. PCR程序：PCR通常包括一系列的温度循环，每个循环中都有不同的温度阶段。
最基本的PCR程序包括以下三个阶段：-变性（Denaturation）：在较高的温度（通常为94-98摄氏度），DNA的双链会分离为两条单链。
-退火（Annealing）：在较低的温度（通常为50-65摄氏度），引物（PCR反应中的引物是DNA链上的短序列）结合到目标序列的末端，形成引物-模板DNA复合物。
-延伸（Extension）：在中间的温度（通常为72摄氏度），DNA聚合酶沿着模板DNA 合成新的DNA链。
这是PCR的关键步骤，因为它会在目标序列的每个引物结合点上生成新的DNA。
3. 荧光探测：PCR仪中通常使用荧光探测系统来检测PCR反应的进程。
这可以通过引物或DNA与荧光染料结合，形成荧光信号。
在PCR的每一个周期，荧光信号都会被记录下来，从而能够实时监测PCR反应的进行。
4. 热盖：PCR仪还配备了一个热盖，用于避免PCR反应中的蒸发，并确保反应混合物的均匀受热。
总体而言，PCR仪通过精确控制温度循环，使PCR反应在不同温度下的三个步骤（变性、退火、延伸）重复进行，从而在短时间内扩增DNA。
荧光探测系统实时监测PCR的进程，使其成为一种高效、快速、精确的DNA扩增技术。
PCR仪的主要参数及要求
PCR仪的主要参数及要求：进口品牌，加热模块：铝质；样品容量：96孔；模块温控范围：4-99°C；梯度模式：12列温度梯度；梯度范围：1-20°C；热盖范围：30-110°C；温控精确度：±0.2°C；升温速率：≈5°C/秒；降温速率：≈3.5°C/秒；USB接口。
.震荡切片机的主要参数及要求：进口品牌，适用于组织切片，切片速度: 0.025mm-2.5mm ；切片厚度：1um-999um；可设置切片回缩；可选择单次或连续切片，切窗自由设置；缓冲盘可配制冷功能。
倒置显微镜的主要参数及要求：进口品牌，配绿色和红色窄谱荧光光源，配置导轨，样品夹和手动载物台，物镜要求4倍、10倍、20倍各一个，参数要求荧光专用（WD参数满足荧光拍照要求），配相机拍照功能及CCD接口连接电脑。
干燥箱的主要参数及要求：不锈钢胆数显式，温控范围；室温+10℃-300℃；温度波动度/分辨率：±1℃/0.1℃；温度均匀性：不大于最高温度的±3.5%；定时范围：1-9999min。
内室尺寸:长宽高分别为60*60*70cm。
二氧化碳培养箱的主要参数及要求：工作环境温度：18-34℃；工作体积：≥165升；标配搁板≥3块；温度控制范围：高于室温3℃～55℃；温度控制精度（时间）：≤±0.1℃；温度均一性: ＜±0.3℃；温度跟踪报警：有；温度显示：触摸屏；保温方式：直热式；温度探头：双温度探头；180℃干热灭菌程序，除HEPA滤器外全部配件在位灭菌；开机自动校正，高温灭菌后零点校准；低水位报警，防止传统增湿盘水干后无报警问题。
三气培养箱的主要参数及要求：工作环境温度：18-34℃；工作体积：≥165升；标配搁板≥3块；温度控制范围：高于室温3℃～55℃；温度控制精度（时间）：≤±0.1℃；温度均一性: ＜±0.3℃；温度跟踪报警：有；温度显示：触摸屏；保温方式：直热式；温度探头：双温度探头；二氧化碳控制范围：0～20%；二氧化碳控制精度：±0.1%，二氧化碳跟踪报警：有；二氧化碳浓度控制：IR红外传感器，发射光源为半导体，可耐受180度高温灭菌；180℃干热灭菌程序，除HEPA滤器外全部配件在位灭菌；开机自动校正，高温灭菌后零点校准；低水位报警，防止传统增湿盘水干后无报警问题。
pcr仪四大国产品牌
pcr仪四大国产品牌PCR（聚合酶链反应）是一种用于扩增DNA片段的技术，被广泛应用于基因组学、医学研究、遗传学等领域。
在PCR实验中，PCR仪是必不可少的实验设备。
PCR仪的质量和性能直接关系到PCR实验结果的准确性和可靠性。
本文将介绍PCR仪领域四大国产品牌的特点和优势。
一、美国品牌 - Thermo Fisher Scientific作为全球领先的生命科学和诊断企业，Thermo Fisher Scientific在PCR仪领域拥有丰富的经验和出色的产品线。
该品牌的PCR仪以高精度、高效性和可靠性著称。
Thermo Fisher Scientific的PCR仪具有以下特点和优势：1. 温度控制精确度高：采用先进的PID温度控制技术，温度控制范围广，可满足不同实验需求。
2. 快速升温和降温速度：独特的热电堆技术和高效散热系统，使PCR反应快速达到所需温度。
3. 多样化的模块化设计：可根据实验需求选择不同的模块，如标配模块、大容量模块等，方便灵活。
4. 应用广泛：适用于标准PCR、实时荧光PCR、定量PCR等多种PCR实验。
二、德国品牌 - EppendorfEppendorf是一家全球领先的实验室仪器和消耗品供应商，其PCR仪产品以出色的品质和性能而闻名。
Eppendorf的PCR仪具有以下特点和优势：1. 优化的温度控制系统：采用高精度PT1000传感器和独立热电堆技术，可实现卓越的温度控制稳定性。
2. 简洁易用的操作界面：智能化的操作界面，用户可以轻松设置PCR反应参数和监控实验进展。
3. 低能耗设计：独特的节能模式和温度控制技术，降低了耗电量，节约实验成本。
4. 高品质材料和加工工艺：严格选材和工艺要求，保证PCR仪的稳定性和耐用性。
三、日本品牌 - Takara BioTakara Bio是一家专注于生物医学研究和医药领域的公司，其PCR仪产品以高品质和创新性能而著称。
Takara Bio的PCR仪具有以下特点和优势：1. 优化的热传导技术：采用特殊的导热材料和散热结构，实现快速均匀的温度变化，提高PCR反应的准确性。
实时荧光定量PCR仪介绍
初始模板量对数---C(T)循环数标准曲线
东胜创新
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Opticon 实时荧光定量PCR仪之 结果分析-样品模板定量
确定初始模板的浓度
初始 DNA量越多, 荧光 达到某一值（域值）时 所需要的循环数越少 Log浓度与循环数呈线 性关系，根据样品扩增 达到域值的循环数就可 计算出样品中所含的模 板量
东胜创新
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Opticon 实时荧光定量PCR仪之 应用
研究方面的部分应用（1）： 药物及医疗相关 ： 新药开发研究 超早期感染用药物及疗法的研究与开发 药物疗效研究 新临床诊断及检验试剂的开发 个人基因型与药物疗效之间的关系
Opticon及Opticon 2 实时荧光定量PCR仪介绍
聂尚海 博士
东胜创新生物科技有限公司
Opticon系列实时荧光定量PCR仪之
图片
生产商：美国MJ Research 公司
东胜创新
2
Opticon系列实时荧光定量PCR仪之
组成介绍
热循环仪（PCR仪） 荧光检测系统 计算机及软件系统
东胜创新
致冷方式： 水致冷 空气致冷 压缩机致冷 半导体致冷
5
Opticon系列实时荧光定量PCR仪之
样品模块 电阻丝
循环仪温控系统
PTC200 加热:电热丝+ 半导体 制冷:半导体
东胜创新
Peltier 模块 散热槽
风扇
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Opticon系列实时荧光定量PCR仪之
程序
温度及热盖模式
东胜创新
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Opticon 实时荧光定量PCR仪之 实验结果（1）
实验时间： 2002年8月16日 地点： 北京红十字血液 中心 试剂： PG公司 HIV及 HCV试剂盒 样本： 血液中心-20度 保存 东胜创新
pcr仪原理
pcr仪原理PCR仪原理。
PCR（Polymerase Chain Reaction）是一种分子生物学技术，通过PCR仪可以在短时间内扩增DNA片段，是分子生物学研究和临床诊断中常用的技术手段。
PCR仪是PCR技术的关键设备，它能够提供恒温环境和自动化控制，实现PCR反应的高效进行。
下面将介绍PCR仪的原理和工作过程。
首先，PCR仪的核心部件是热循环模块，它能够在不同温度下进行恒温加热和快速降温。
在PCR反应中，需要进行一系列的温度变化，包括变性、退火和延伸。
热循环模块通过控制加热和降温速度，实现这些温度变化，从而完成PCR反应的循环过程。
其次，PCR仪还配备了温度控制系统和控制软件。
温度控制系统能够精确地维持PCR反应中所需的不同温度，保证反应条件的稳定性。
控制软件则能够实现PCR反应的自动化控制，用户只需设定好反应参数，PCR仪就能够按照预设程序完成PCR反应的循环过程，大大提高了实验效率。
在PCR反应中，核酸模板、引物、核酸酶和反应缓冲液等成分需要按照一定比例混合，并加入PCR反应管中。
PCR仪通过控制温度和时间，使得核酸模板在不同温度下发生变性、退火和延伸，最终实现DNA片段的扩增。
PCR反应的结果可以通过凝胶电泳等方法进行分析，从而获得所需的DNA片段。
总的来说，PCR仪的原理是基于PCR技术的反应特性和温度控制技术，通过精确控制温度和时间，实现DNA片段的高效扩增。
PCR仪在分子生物学研究和临床诊断中具有重要的应用价值，为科研人员和医生提供了强大的技术支持。
以上就是关于PCR仪原理的介绍，希望能够帮助大家更好地理解PCR技术和PCR仪的工作原理。
PCR技术的发展为分子生物学领域带来了革命性的变化，PCR仪作为PCR技术的关键设备，将继续发挥重要作用，推动科研和临床诊断的进步和发展。
PCR仪原理及其应用
多组学分析
03
结合多种技术手段，实现多组学（如基因组、转录组和蛋白质
组）分析，为科学研究提供更全面的数据。
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感谢您的观看
准备阶段
01
02
03
仪器准备
确保PCR仪处于良好工作 状态，检查仪器是否清洁， 确保没有残留物。
试剂准备
根据实验需求，准备足够 的PCR反应试剂，包括 DNA模板、引物、dNTPs 和Taq酶等。
样品准备
将待检测的样品进行处理， 提取出所需的DNA片段， 并进行纯化。
实验阶段
01
PCR循环
按照设定的程序，在PCR仪中进行DNA扩增。通常包括变性、退火、延
pcr仪原理及其应用
目录
• pcr仪原理 • pcr仪的应用 • pcr仪操作流程 • pcr仪的优缺点 • pcr仪的发展趋势与展望
01 pcr仪原理
pcr技术概述
聚合酶链式反应（PCR）
一种在体外快速、特异地扩增DNA片段的分子生物学技术。
发明者
凯利·穆利斯（Kary Mullis）于1983年发明。
通过特定的引物和酶，PCR技术能够特异性 地扩增目标DNA或RNA片段，避免非特异 性扩增，提高检测准确性。
可重复性
自动化
PCR技术具有很高的可重复性，使得实验结 果更加可靠，并且可以进行大规模的实验 操作。
现代PCR仪通常都具有很高的自动化程度， 能够快速、准确地完成实验操作，减少人 为误差。
缺点
依据。
其他领域应用
环境监测与污染控制
食品工业
PCR仪可用于检测环境中的微生物和 污染物，为环境监测和污染控制提供 技术支持。
pcr 仪工作原理
pcr 仪工作原理PCR（Polymerase Chain Reaction）是一种重复扩增DNA序列的技术，在医学、生物学和犯罪学等领域被广泛应用。
PCR仪是PCR技术的关键设备，它基于热循环反应原理，通过在不同温度下的一系列扩增步骤，迅速产生大量目标DNA。
下面将详细介绍PCR仪的工作原理。
PCR仪主要由热循环装置、温度控制系统、检测装置和数据采集与分析系统组成。
热循环装置通常由Peltier元件构成，能够迅速调整反应体系的温度。
温度控制系统利用传感器监测反应体系的温度，并对Peltier元件进行精确的温度调节。
PCR反应按照一定的温度程序进行，通常包括三个主要步骤：变性、退火和延伸。
在变性步骤中，PCR反应管中的目标DNA被替代为两个单链DNA，需要高温（95°C）来使DNA双链断裂。
在退火步骤中，反应管中的引物结合到目标DNA的两个单链上，温度被降低到适宜引物结合的温度（一般为50-65°C）。
在延伸步骤中，温度被升高到恶劣范围，使DNA聚合酶酶活化，并沿着引物从3'末端向5'末端逐渐合成新的DNA链。
PCR仪通过精确控制反应体系的温度，在一个PCR循环内完成上述三个步骤。
循环的次数决定了扩增DNA的量，并且可以进行数十到数百次。
每次循环都会使目标序列的数量成倍增加，从而使其扩增到检测或研究所需的程度。
PCR仪还配备了光学系统，用于实时监测PCR反应的进展。
在PCR反应中，DNA的含量与荧光信号的强度相关联。
检测装置通过激发和检测荧光信号，可以定量检测PCR反应的结果，并即时输出结果。
数据采集与分析系统则负责收集、处理和分析PCR反应过程中产生的数据，如荧光信号强度、时间和温度等。
根据系统预设的阈值和算法，可以实现结果的定量分析、目标序列的定位和检测。
综上所述，PCR仪通过精确控制温度和光学检测系统，将目标DNA在体外进行大规模的扩增。
其工作原理基于热循环反应，通过不同温度下的一系列扩增步骤，使目标DNA得以迅速扩增。
pcr仪的原理应用及发展趋势
PCR仪的原理应用及发展趋势一、PCR技术简介PCR（聚合酶链反应）是一种用于扩增DNA序列的技术。
它通过重复序列的循环反应，在体外复制并扩增特定的DNA片段。
PCR技术是分子生物学领域中非常重要的工具，广泛应用于基因分型、疾病诊断、基因工程等领域。
二、PCR仪的原理PCR仪是PCR技术的重要设备，它通过控制温度和时间来实现PCR反应的各个步骤。
PCR仪主要由加热模块、温度控制模块和检测模块组成。
1.加热模块：PCR仪中的加热模块用于控制反应液的温度。
其工作原理是通过Peltier元件、热电偶和制冷装置等组件来实现。
2.温度控制模块：PCR反应需要经历一系列的温度变化，如变性、退火和延伸等步骤。
温度控制模块通过精确控制加热模块的温度，使PCR反应能够按照设定的步骤进行。
3.检测模块：PCR反应的结果需要进行检测和分析。
检测模块通常采用荧光检测技术或者电导率检测技术来实现PCR产物的定量和分析。
三、PCR技术的应用PCR技术的应用非常广泛，以下是一些主要领域的应用：•分子生物学研究：PCR技术可以用于在DNA水平上研究基因的表达、突变和功能等。
•医学诊断：PCR技术可以用于检测疾病相关基因的突变、病原体的检测和诊断等。
•法医学：PCR技术可以用于法医学领域的DNA分型、个体识别和犯罪现场物证鉴定等。
•基因工程：PCR技术可以用于构建重组DNA、基因克隆和基因编辑等。
四、PCR技术的发展趋势PCR技术在过去几十年中发展迅速，未来的发展趋势可以预见：1.快速PCR技术：传统PCR技术的一个瓶颈是反应时间较长，未来的发展方向之一是加快PCR反应速度，实现快速扩增。
2.高通量PCR技术：随着测序技术的快速发展，对PCR反应产物的高通量测序需求也在增加。
未来的PCR仪将更加关注样品处理的自动化和高通量化。
3.实时PCR技术的发展：实时PCR技术可以实时监测PCR反应的进程，同时具备高灵敏度和高特异性。
未来的PCR仪将更加注重实时PCR技术的发展和应用。
PCR仪温度的准确性几种模式的比较-ThermoFisherScientific
应用说明 4PCR 仪模式或梯度模式下，加热模块的不同部位设置为不同的温度。
我们比较了目前市售的几款PCR 仪，并将其与制造商公布的参数进行比较。
材料与方法本研究中测试的仪器如表1所示。
采用相同的设备和方法，具体如下文所述。
PCR仪温度的准确性：几种模式的比较表1. 本研究中测试的仪器。
简介PCR 仪温度的准确性可能是决定PCR 反应成败的关键因素。
在退火温度优化过程中，温度准确性尤为重要，该过程需要PCR 仪加热模块具有准确性和一致性。
本研究采用精确的温度确认设备进行测量，比较了PCR 仪加热模块的准确性。
在恒温模式下测量温度准确性，整个加热模块均为相同的温度；在VeriFlex™图1. 采用多传感器模块测量加热模块准确性。
* 仪器界面显示。
†使用VeriFlex 96孔温度确认试剂盒测量。
‡在结果部分，报告整个温度范围内观察到的delta最大值。
表2. 温度范围测量的样本数据。
取上述24个数据点的平均值，用仪器设置点数值减去平均值，确定加热模块温度的准确性。
在仪器维持温度180秒后测量准确性。
重复上述步骤3次，测量下列各温度设置点：45、55、72、85和95°C 。
然后将准确性数据与制造商网站上公布的参数进行比较。
利用VeriFlex 加热模块或梯度加热模块测量温度准确性利用VeriFlex 加热模块或梯度加热模块技术改变温度，测试各仪器的准确性。
ProFlex 96孔PCR 系统和SimpliAmp™ PCR 仪均配备独立温控VeriFlex 加热模块。
其他的PCR 仪均仅使用一个加热模块。
使用常用的60°C 退火温度作为中心点，然后在PCR 仪容许的最大温度范围内测试各加热模块。
例如，最大温度范围为20°C 的PCR 仪的测试范围如表2所示。
孔A3、A7和A11的位置5温度测试点加热盖温度测试点带状电缆恒温模式下测量加热模块的准确性使用VeriFlex 96孔温度确认试剂盒(货号：4377669)及3种温度传感器测量加热模块的准确性。
PCR仪简介
PCR仪简介PCR仪简介一、PCR仪的分类与简介普通的PCR仪：把一次PCR 扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪，叫传统的PCR仪，也叫普通PCR仪。
梯度PCR仪：把一次性PCR扩增可以设置一系列不同的退火温度条件（温度梯度），通常12种温度梯度，这样的仪器就叫梯度PCR仪。
原位PCR仪：用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪，如病源基因在细胞的位置或目的基因在细胞内的作用位置等。
实时荧光定量PCR仪：在普通PCR仪的基础上增加一个荧光信号采集系统和计算机分析处理系统，就成了荧光定量PCR仪。
一、PCR仪的分类与简介PCR的要素基本的PCR须具备要被复制的DNA模板Template界定复制范围两端的引物(Primers.)DNA聚合酶(Taq.Polymearse)合成的原料（四种脱氧核苷酸）及水。
二、PCR仪的反应原理类似于DNA的天然复制过程，其特异性依赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。
PCR由变性--退火（复性）--延伸三个基本反应步骤构成：①模板DNA的变性：模板DNA经加热至94℃左右一定时聚合酶链式反应间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA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40~60℃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：DNA模板--引物结合物在DNA聚合酶的作用下，于72℃左右，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。
PCR的反应包括三个主要步骤分别是：1.Denaturation2.Annealingofprimers3.Extensionofprimers所谓Denaturing乃是将DNA加热（至90~95℃）变性，将双股的DNA加热后转为单股DNA以做为复制的模板.而Annealing则是令Primers于一定的温度下（冷却至55~60℃）附着于模板DNA两端。
pcr仪器原理
pcr仪器原理
PCR（聚合酶链反应）是一种重要的分子生物学技术，用于扩增特定基因片段或DNA序列。
PCR仪器的原理可以总结为以
下几点：
1. Denaturation（变性）：PCR反应开始时，PCR仪器将反应
混合液加热至高温，通常在94摄氏度至98摄氏度间，使
DNA双链分离成两条互补的单链。
2. Annealing（退火）：在变性后，PCR仪器使温度降低至50-65摄氏度，允许引物（特异性寡核苷酸序列）与目标DNA序
列互相结合。
3. Extension（延伸）：PCR仪器将温度升高至72摄氏度，启
动DNA聚合酶的活性，DNA聚合酶酶在延伸过程中合成新的DNA链，根据模板DNA的信息来合成与之互补的新DNA链。
这样，一轮PCR反应就完成了。
这三个步骤称为PCR循环。
每一轮循环会产生两倍的目标DNA序列，然后反复进行PCR
循环，需要的目标DNA序列数量就会指数级增加。
PCR仪器通常包括一个热循环器，可以控制温度的变化。
这
种机器利用Peltier效应，通过电子模块周期性地升温和降温
来实现PCR反应的进行。
PCR技术被广泛应用于分子生物学研究、基因检测、DNA克
隆等领域，因为它具有高度敏感性、高效性和准确性，并且可以在相对短的时间内扩增目标DNA序列。
PCR仪原理及其应用
PCR仪原理及其应用PCR（Polymerase Chain Reaction，聚合酶链反应）是一种在体外扩增DNA片段的技术。
它是通过反复进行一系列连接、断裂和复制DNA链的循环反应来扩增特定DNA片段。
PCR仪是PCR技术的重要工具，用于控制反应温度并监测反应进程。
PCR仪的工作原理:PCR仪利用热循环反应的原理进行扩增，一般包括三个温度阶段：变性、退火和延伸。
PCR仪通过一个可以精确控制温度的热噶尔块（或反应管）来实现这三个阶段。
1. 变性（Denaturation）阶段：通常在94-98°C条件下，DNA双链被热分离成两条单链。
2. 退火（Annealing）阶段：降低温度到50-65°C，引入一小段兼容的DNA引物（或寡核苷酸序列），它们会与目标DNA序列的两端互补结合。
3. 延伸（Extension）阶段：加入DNA聚合酶和适于酶催化的延伸条件（一般为60-75°C），让DNA聚合酶沿引物向3'方向合成新的DNA链。
这三个阶段循环进行，每个循环使DNA的数量翻倍，从而扩增DNA片段。
PCR仪的应用：PCR技术在分子生物学和医学领域具有广泛的应用。
1.基因检测和诊断：PCR可用于快速检测病原体、确定DNA序列、检测遗传突变等。
其敏感性和特异性使其成为潜在的遗传病诊断、药物靶点发现和个体化医疗的基础。
2.DNA克隆：PCR可用于扩增目标DNA片段，使其能够被进一步用于DNA测序、基因克隆、构建表达载体等。
3.疾病研究：PCR可用于检测和研究与疾病相关的基因突变，例如癌症、遗传性疾病等。
4.法医学：PCR可用于犯罪现场的DNA分析，例如确定嫌疑人的身份、进行亲子鉴定等。
5.环境监测：PCR可用于监测环境中特殊微生物物种的存在和丰度。
6.古DNA研究：PCR可用于从古DNA样本中扩增特定片段，以研究古生物学、人类进化等领域。
7.转基因生物检测：PCR可用于检测和鉴定转基因作物，判断食品和环境中是否存在未经批准的转基因生物。
PCR仪关键的热学概念和变温速率-ThermoFisherScientific
温度设置点
温度，°C
形成模块热能过冲 (绿色区域)，能量转移至样本。
模块温度 (样本导向的算法) 样本温度
时间 (秒) 图2. 模块热过冲。在加热阶段，反应模块(蓝色)和样本(红色)温度曲线及相关的模块热能过冲(绿色)控制得很理想。虚线表示该阶段的设置 温度。
必须指出，当模块超过设置点时，样本可完美地达到 设置点，不会出现过冲现象。此外，直到样本达到设 置点时，仪器方开始对该步骤进行倒计时。这可确保 样本能够在您设置的特定温度保持一定的时间。
但仅仅是模块达到了目标温度或“设置点”，并 不意味着样本也达到了同样的设置点。Applied Biosystems仪器采用的专利温度控制算法将样本体积 考虑在内，可确保快速且准确地达到温度设置点。该 算法的实际模块温度高于设置点，从而使样本能够更 快地达到设置点。这又称为模块热过冲，如图2中以 绿色表示。
时间
图1. 在ProFlex 96孔PCR系统升温过程中，所有六个分区的真实的模块和样本温度曲线。虚 线表示最大变温速率和平均变温速率下的温度范围。
高，表示可以在更短的时间内达 到特定的温度范围。术语“升温 速率(up ramp)”和“降温速率 (down ramp)”分别表示加热或冷 却时的变温速率。毫无疑问，变 温模块越快，PCR运行也越快， 因此 很 多 P C R 仪 制 造 商 试 图 通 过
影响PCR仪温度控制精度的因素分析
生命科学仪器 2007 第 5 卷 /2 月刊研 究报告影 响 PCR仪温度控 制精度 的 因素分析王 宇松 1 ， 佟慧艳 2， 张文超 3（辽宁石油化T 大学 信息与控制工程学院， 抚顺 113001 ）摘要简述了PCR 仪器的基本原理， 归纳阐述了影响 PCR 仪器温度控制精度的四种因素： 加热器结构形式 、 温度传感与测量电路的形式 、 加热器的控制方式和温度控制算法。 对每种因素都进行了比较研究。关键词PCR ，温度控制引言在许多生命科学仪器 、 生化分析仪器和各种科学 仪器中需要对被测试样的温度进行控制 ， 例如基因扩 增分析仪 （ PCR 仪 ） 中就需要对被测试样的温度进行周 期性的循环控制， 使其按照给定的升温 、 恒温和降温曲 线对被测试样进行温度控制。 温度控制的精度直接影 响检测结果的精度和准确度。 因此 ， 各种仪器中温度的 精密控制成为影响仪器整体性能指标的关键技术之一 。 PCR即聚合酶链反应(PloymeraseChainReaction) ，就是体外酶促合成特异 DNA 片段的新方法 ， 通过 PCR仪，主要由高温变性 、 低温退火和适温延伸三个步骤 反复的热循环完成 ， 如图 l。 它是 80 年代中期发展起 来的体外核酸扩增技术。 它具有特异 、 敏感 、 产率高 、 快速 、简便 、重复性好 、 易 自 动化等突出优点。 能在一个试管内将所要研究的 目的基因或某-DNA 片段于 数小时内扩增至十万乃至百万倍，使肉眼能直接观察和 判断。可从一根毛发 、 一滴血 、 甚至一个细胞中扩增出足量的 DNA供分析研究和检测鉴定。 t( ℃)957255┏ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ┓ ┃l 弟 1 个循讣t┃第 n 个循讣┃ ┃ ┣ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┃'11┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃l＼{||f┃ ┃ ┃ ┣ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃ ┃变性土 退火 ^i ， 延伸 lI退火， 延伸~┃ ┃ ┣ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ┫ ┃ ┃ ┃’ ly1┃ ┃’ 、_ l 一┃ ┃ ┣ ━ ━ ━ ╋ ━ ┳ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ╋ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ┫ ┃ ┃ ┃．┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ t(min┃ ┗ ━ ━ ━ ┻ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┻ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ━ ┛图 1 典型的 PCR 升降温工作循环曲线影 响温度控制精度和效果的因素主要有四个方面 ：①加热器结构形式 、 ②温度传感与测量电路的形式 、③加热器的控制方式和④温度控制算法。 作者所在团 队在这 四个方面作 了 比较深入的研 究 ，并应用在实际产品 1890 型 PCR 荧光分析仪 （ 上 海沪国科学仪器有限公司 ） 仪器上 ， 取得了较好的温度控制效果。 现将研制心得体会整理 出来 ，与读者一起探讨适合于 PCR 仪的高效精密温度控制系统。1 加热器结构形式目前 PCR仪变温方式主要有： ①变温水浴 、 ②变温铝块 、 ③半导体变温和（ 梦 变温气流四种。 它们各有 优缺点： ①变温水浴简单易行， 虽然也是电子调温， 但 由于它的体积较大 ， 导致热惯性很大 ， 从而使得升降 温速率不能很快。 ②变温铝块是应用较多的方式 （ 著 名生命科学仪器公司-ABI 公司的 9700 型 PCR 扩增 仪(GeneAmpPCR SYstem9700)就是采用这种结构 ） ，其特点是试管受热比较均匀 ， 它采用电热丝或热油管 路加热和采用压缩机或水致冷技术 ， 由于铝块的热惯 性也 比较大 ， 所以其升降温速率比变温水浴方式快 ， 但比后两种要慢。 ③半导体变温是刚发展起来的一种 新的方法 ， 半导体制冷又称热电制冷或温差制冷， 它 既无复杂的机械结构 ，又无传统制冷机必需的制冷剂。 它是利用具有热电能量转换特性的特种导体材料组成 串联的P ． N 结 ， 通上直流电就能制冷， 几秒钟内就可 +作者简介 ：
pcr仪测温方法
pcr仪测温方法
PCR测温服务
PCR是分子生物学领域的关键技术。
不管是在基础研究还是临床诊断领域，
PCR 的应用越来越广泛。
一个稳定的温度循环是成功实现PCR所必须的，
在PCR反应过程中
对温度控制的要求很高，
良好的温度控制
是PCR仪质量好坏的关键。
为什么要对PCR仪进行测温
1、PCR仪的温度条件和状态对于PCR试剂盒的研发和应用来说，是必不可少的条件之一
2、根据测温的结果可以避免某些试剂盒对某些特定品牌型号仪器的依赖，拓宽试剂盒的应用范围
3、在合格的仪器上做实验可以极大的节约人力物力
4、对于拥有老旧仪器和高强度使用的实验室来说，节省效果尤为明显
5、良好的实验室管理中包含了对仪器的定期质控
6、定期对PCR仪进行温度测定可以完善实验室的质量管理体系
PCR仪测温服务对象：
大专院校
科研院所
国家各级疾控中心（CDC）
国家各级检验检疫部门
企业用户
内六角的PCR仪温度检测服务
内六角科技提供的PCR仪温度检测服务，采用国际主流的15通道实时动态温度记录的温度检测系统，结合自主研发的温度分析软件，创新的在传统的分析温度准确性、均匀性等基础上，对温度过冲的过程进行了详细的分析，并尝试推出了PCR仪温控状态的分类标准和对每台检测过的PCR仪进行温度和时间值修正指导的服务。
内六角的PCR仪温度主要检测项目：
●升降温速率
●准确性
●当匀性
●过冲情况
●个性化检测要求
内六角的PCR仪测温服务特色15通道实时动态温度记录。
pcr仪结构
pcr仪结构PCR（Polymerase Chain Reaction）仪是一种常见的生物实验仪器，它被广泛应用于分子生物学领域中的DNA扩增实验。
PCR仪的结构设计既兼顾了实验操作的便利性，又满足了实验的高准确性和高效率要求。
本文将介绍PCR仪的结构及其各部分的功能。
一、PCR仪整体结构概述PCR仪的整体结构通常由以下几个部分组成：温控系统、加热盖、控制面板和反应腔。
其中，温控系统负责控制反应温度，加热盖用于保持反应体系的恒定温度，控制面板提供操作控制和显示功能，反应腔则是进行PCR反应的主要载体。
二、温控系统温控系统是PCR仪中最核心的部分之一，它通过精确地控制PCR 反应液的温度变化，使反应体系能够在不同温度区间中进行DNA的扩增。
温控系统通常由Peltier热电元件、温度传感器和控制电路组成。
Peltier热电元件具有热电效应，在外加电流的作用下，可以实现冷热两端的温度差。
温度传感器用于实时感知反应腔的温度，并将信息传输给控制电路，控制电路则负责根据预设的温度曲线控制Peltier热电元件的工作状态，以实现反应温度的精准控制。
三、加热盖PCR反应需要在一定温度下进行，为了保持反应体系的温度稳定，PCR仪通常配备了加热盖。
加热盖位于PCR仪的顶部，覆盖在反应腔上方，与温控系统联动工作。
加热盖一般由金属材料制成，具有良好的导热性能，通过与温控系统的协同工作，能够迅速将热量传递到反应腔中，达到保温的效果。
同时，加热盖还起到防止样品蒸发和避免外界环境对反应的干扰的作用。
四、控制面板控制面板是PCR仪的操作中心，提供了多种功能键和液晶显示屏。
通过控制面板，用户可以设置反应温度、反应时间等参数，还可以实时观察PCR反应的进程和结果。
控制面板一般具有直观明了的界面设计，操作简便，方便用户根据实验需求进行调整和监测。
五、反应腔反应腔是PCR仪中进行PCR反应的主要载体，通常采用聚合物材料制成。
反应腔内部具有细小的反应孔，用于放置PCR反应试剂和待扩增的DNA样本。
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Applied Biosystems仪器采用专利算法，根据加样体 积计算PCR样本的温度。这使得我们能够公布更准确 的样本变温速率。我们还公布了模块变温速率，可以 与其他制造商的仪器进行更直接的比较。
概述：样本温度控制 PCR仪达到并测量温度的方法取决于制造商。PCR仪 通常仅根据模块温度进行温度编程，不考虑液体样本 的温度。
5.0
4.2
Veriti 96-well
3.9
3.4
* 根据行业标准操作规程，使用1 μL的反应体积显示可达到的最高样本变温速率。
公布与测得的变温速率 ProFlex™，Veriti™，和SimpliAmp™ PCR仪参数包括 最大模块变温速率及最相关度的最大样本变温速率。 公布的数据[1–3]基于产品测试过程中采集的真实测量 的性能数据的平均值(表1)。
4.0
3.7
3.1
3.0
Veriti 96-well Fast
4.9
5.1
4.3
3.6
VHale Waihona Puke riti 96-well3.8
3.9
3.4
2.8
公布数据 (平均值)
ProFlex 96-well
6.0
4.4
ProFlex 3 x 32-well
6.0
4.4
SimpliAmp 96-well
4.0
3.0
Veriti 96-well Fast
但仅仅是模块变温速率较快，并不意味着PCR反应的 液体(样本)的变温速率也同样迅速。PCR仪的模块热量 传递至样本还需要时间。因此，Applied Biosystems用 平均样本变温速率(average sample ramp rate)或最 大样本变温速率(maximum sample ramp rate)表示 变温速率。只考虑模块温度而不考虑样本体积的变温 速率并不能准确反映出样本的变温速率。
温度，°C
100
模块温度曲线 (全部6个分区)
90
最大变温速率
80
温度范围
70
60
平均变温速率 温度范围
样本温度曲线 (全部6个分区)
变温速率： 最大值 vs.平均值，模块vs.样本 温度循环是所有PCR反应的基 础，仪器的“变温”速率将决定 PCR运行的整体速度。正因如 此，PCR仪制造商会公布“变温 速率”，以显示温度随时间的变 化速度。变温速率一般以ºC/秒 表示。在温度与时间曲线中观察 此概念，变温速率以曲线斜率表 示。曲线越陡峭说明变温速率越
我们专利的温度控制算法有助于确保样本达到稳定的 设置点温度- 在±0.25˚C范围内- 且无过冲及相关 的负面效应。此算法将PCR反应体积及反应管的厚度 考虑在内，测量PCR反应温度和速度。而其他PCR仪 器制造商，却不会提及样本温度或样本变温速率。
表1. ProFlex，Veriti和SimpliAmp PCR仪测量并公布的数据。
应用说明 1
PCR仪
PCR仪： 关键的热学概念和变温速率
我们经常会在PCR仪资料和网 站上看到关键的热循环参数，但 却很少解释这些数字是如何被 推导出的或如何使用。变温速 率(ramp rate)、热过冲(thermal overshoot)及其他热学概念是PCR 性能的关键，本文将使用Applied Biosystems™ PCR仪系统作为标 准，对这些概念进行深入解释。 此外，还对变温速率进行了测 试，并与公布的参数进行比较。
展示最高的变温速率说明运行速 度更快。但是，这样的检测方式 测得的变温速率往往高于其真实 值。
PCR仪通过加热并冷却金属模块，完成PCR反应的各 个步骤，比如变性，退火和延伸。最常公布的参数是 最大模块变温速率(maximum block ramp rate)，亦 称为模块变温速率峰值。最大模块变温速率表示可达 到的最高模块性能。在PCR运行过程中，上述最大性 能只在极短的时间内可以达到。PCR仪制造商还会公 布平均模块变温速率(average block ramp rates)， 表示在较长的变温范围内温度变化的速率，提供更具 代表性的仪器性能和速度评估 (图1)。
Applied Biosystems PCR仪
真实测量数据
模块类型
模块最大值 (°C/秒)
1 µL样本最大值 (°C/秒)*
升温速率 降温速率 升温速率 降温速率
ProFlex 96-well
6.4
5.9
4.6
4.3
ProFlex 3 x 32-well
6.2
5.6
4.4
4.2
SimpliAmp 96-well
温度设置点
温度，°C
形成模块热能过冲 (绿色区域)，能量转移至样本。
模块温度 (样本导向的算法) 样本温度
时间 (秒) 图2. 模块热过冲。在加热阶段，反应模块(蓝色)和样本(红色)温度曲线及相关的模块热能过冲(绿色)控制得很理想。虚线表示该阶段的设置 温度。
必须指出，当模块超过设置点时，样本可完美地达到 设置点，不会出现过冲现象。此外，直到样本达到设 置点时，仪器方开始对该步骤进行倒计时。这可确保 样本能够在您设置的特定温度保持一定的时间。
但仅仅是模块达到了目标温度或“设置点”，并 不意味着样本也达到了同样的设置点。Applied Biosystems仪器采用的专利温度控制算法将样本体积 考虑在内，可确保快速且准确地达到温度设置点。该 算法的实际模块温度高于设置点，从而使样本能够更 快地达到设置点。这又称为模块热过冲，如图2中以 绿色表示。
一些制造商公布的PCR仪变温速率与真实测得的变温 速率差异巨大[4]。在最近对多个型号PCR仪的最大模 块变温速率的测试中，发现Applied Biosystems PCR 仪的变温速率公布值与测量值的差异最小(表2)。在直 接比较仪器性能时，这些差异十分有用。
表2. 不同制造商PCR仪的平均最大模块变温速率(°C/s)比较[4]。
时间
图1. 在ProFlex 96孔PCR系统升温过程中，所有六个分区的真实的模块和样本温度曲线。虚 线表示最大变温速率和平均变温速率下的温度范围。
高，表示可以在更短的时间内达 到特定的温度范围。术语“升温 速率(up ramp)”和“降温速率 (down ramp)”分别表示加热或冷 却时的变温速率。毫无疑问，变 温模块越快，PCR运行也越快， 因此 很 多 P C R 仪 制 造 商 试 图 通 过