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» 聚合酶链式反应(PCR)

聚合酶链式反应(PCR)

1983
  • Kary Mullis
分子生物学实验室扩增 DNA 的热循环仪。.

(图片仅供参考)

聚合酶链式反应(PCR)是一种实验室技术,用于扩增特定的DNA片段,从少量初始样本中产生数百万至数十亿个拷贝。 方法 该方法利用热循环,通过反复加热和冷却循环,使 DNA 熔解、引物退火,并使用耐热 DNA 聚合酶进行 DNA 的酶促复制,从而实现指数级扩增。

聚合酶链式反应(PCR)是一种革命性的体外方法,可对特定目标 DNA 序列进行指数扩增。它的强大之处在于能够从微量的 DNA 开始生成数十亿个拷贝,从而使分析小至单细胞的 DNA 样本成为可能。这一过程由一系列温度变化或热循环驱动,由一台名为热循环仪的机器管理。每个循环包括三个核心步骤。第一,变性:将反应混合物短时间加热到 94-98 ℃,使双链 DNA 模板分离成单链。第二,退火:将温度降至 50-65 ℃,使短的单链 DNA 引物与现在的单链模板 DNA 上的互补序列结合(退火)。这些引物位于待扩增目标区域的两侧。第三,延伸:温度升至 72 °C,这是关键酶(一种恒温 DNA 聚合酶)发挥作用的最佳温度。最常用的是 Taq 聚合酶,它是从嗜热细菌*水生热菌*中分离出来的。聚合酶与引物-模板复合物结合,开始合成从引物延伸出来的新互补 DNA 链。这个三步循环重复 20-40 次。每循环一次,目标 DNA 序列的拷贝数就会翻一番,从而产生指数扩增,数学描述为 [latex]2^n[/latex],其中 n 为循环次数。结果是含有大量特定 DNA 片段的溶液,然后可以很容易地通过凝胶电泳显现出来,或用于随后的分子生物学应用,如测序或克隆。.

UNESCO Nomenclature: 2406
- 分子生物学

类型

化学过程

中断

革命

用法

广泛使用

前体

  • DNA结构的发现
  • 了解 DNA 复制原理
  • DNA聚合酶的分离
  • 发现耐热生物及其酶(例如 Taq 聚合酶)
  • 引物寡核苷酸合成的开发

应用程序

  • DNA指纹法医鉴定
  • 传染病(例如 COVID-19)的医学诊断
  • 遗传性疾病基因检测
  • 克隆基因
  • 基因组测序
  • 系统发育分析

专利:

  • US4683195
  • US4683202
  • US4965188

潜在创新理念

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相关内容:PCR、聚合酶链反应、DNA 扩增、kary mullis、taq 聚合酶、热循环、法医学、诊断学、分子克隆、基因检测。.

历史背景

聚合酶链式反应(PCR)

1973
1975
1979
1983
1988
1990
1990
1970
1975
1977
1983
1987
1990
1990
1990

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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