簡介
要素
基本的PCR須具備
1．要被複制的DNA模闆Template
2．界定複制範圍兩端的引物Primers
3．DNA聚合酶Taq.Polymearse
4．合成的原料（四種脫氧核苷酸）及水。
工作原理
利用升溫使DNA變性，在聚合酶的作用下使單鍊複制成雙鍊，進而達到基因複制的目的。
主要步驟
分别是1．Denaturation2．Annealing of primers3．Extension of primers。所謂Denaturing乃是将DNA加熱（至90~95℃）變性，将雙股的DNA加熱後轉為單股DNA以做為複制的模闆。而Annealing則是令Primers于一定的溫度下（冷卻至55~60℃）附着于模闆DNA兩端。最後在DNA聚合酶e.g.Taq-polymerase的作用下（加熱至70~75℃）進行引物的延長Extension of primers及另一股的合成。
PCR的最早設想核酸研究已有100多年的曆史，本世紀60年代末、70年代初人們緻力于研究基因的體外分離技術，Korana于1971年最早提出核酸體外擴增的設想：“經過DNA變性，與合适的引物雜交，用DNA聚合酶延伸引物，并不斷重複該過程便可克隆tRNA基因”。
實現
1985年美國PE-Cetus公司人類遺傳研究室的Mullis等發明了具有劃時代意義的聚合酶鍊反應。其原理類似于DNA的體内複制。
改進與完善
Mullis最初使用的DNA聚合酶是大腸杆菌DNA聚合酶I的Klenow片段，其缺點是：
①Klenow酶不耐高溫，90℃會變性失活，每次循環都要重新加。
②引物鍊延伸反應在37℃下進行，容易發生模闆和引物之間的堿基錯配，其PCR産物特異性較差，合成的DNA片段不均一。此種以Klenow酶催化的PCR技術雖較傳統的基因擴增具備許多突出的優點，但由于Klenow酶不耐熱，在DNA模闆進行熱變性時，會導緻此酶鈍化，每加入一次酶隻能完成一個擴增反應周期，給PCR技術操作程序添了不少困難。這使得PCR技術在一段時間内沒能引起生物醫學界的足夠重視。
1988年初，Keohanog改用T4DNA聚合酶進行PCR，其擴增的DNA片段很均一，真實性也較高，隻有所期望的一種DNA片段。但每循環一次，仍需加入新酶。
1988年Saiki等從溫泉中分離的一株水生嗜熱杆菌thermus aquaticus中提取到一種耐熱DNA聚合酶。此酶具有以下特點：①耐高溫，在70℃下反應2h後其殘留活性大于原來的90%，在93℃下反應2h後其殘留活性是原來的60%，在95℃下反應2h後其殘留活性是原來的40%。②在熱變性時不會被鈍化，不必在每次擴增反應後再加新酶。③大大提高了擴增片段特異性和擴增效率，增加了擴增長度2.0Kb。由于提高了擴增的特異性和效率，因而其靈敏性也大大提高。為與大腸杆菌多聚酶IKlenow片段區别，将此酶命名為TaqDNA多聚酶Taq DNA Polymerase。此酶的發現使PCR廣泛的被應用。
分類
普通的PCR儀
把一次PCR擴增隻能運行一個特定退火溫度的PCR儀，叫傳統的PCR儀，也叫普通PCR儀。如果要做不同的退火溫度需要多次運行。主要是做簡單的，對目的基因退火溫度的擴增。該儀器主要應用于科研研究，教學，醫學臨床，檢驗檢疫等機構。
梯度PCR儀
把一次性PCR擴增可以設置一系列不同的退火溫度條件（溫度梯度），通常有12種溫度梯度，這樣的儀器就叫梯度PCR儀。因為被擴增的不同DNA片段，其最适退火溫度是不同的，通過設置一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适退火溫度，進行有效的擴增。主要用于研究未知DNA退火溫度的擴增，這樣節約成本的同時也節約了時間。主要用于科研，教學機構。梯度PCR儀，在不設置梯度的情況下也可以做普通PCR擴增。具有雙槽梯度的不多，領成具備此功能。
原位PCR儀
用于從細胞内靶DNA的定位分析的細胞内基因擴增儀，如病源基因在細胞的位置或目的基因在細胞内的作用位置等。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，又能标出靶序列在細胞内的位置，于分子和細胞水平上研究疾病的發病機理和臨床過程及病理的轉變有重大的實用價值。
實時熒光定量PCR儀
在普通PCR儀的基礎上增加一個熒光信号采集系統和計算機分析處理系統，就成了熒光定量PCR儀。其PCR擴增原理和普通PCR儀擴增原理相同，隻是PCR擴增時加入的引物是利用同位素、熒光素等進行标記，使用引物和熒光探針同時與模闆特異性結合擴增。擴增的結果通過熒光信号采集系統實時采集信号連接輸送到計算機分析處理系統得出量化的實時結果輸出。把這PCR儀叫做實時熒光定量PCR儀(qPCR儀)。熒光定量PCR儀有單通道，雙通道，和多通道。
當隻用一種熒光探針标記的時候，選用單通道，有多熒光标記的時候用多通道。單通道也可以檢測多熒光的标記的目的基因表達産物，因為一次隻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。該儀器主要用于醫學臨床檢測，生物醫藥研發，食品行業，科研院校等機構。
