PCR仪的种类

PCR仪本质上是一个代替手工操作的自动化热循环仪，早期PCR仪的雏形是机械手，利用机械自动化循环装置把PCR反应管来回放置到不同温度的水浴锅中。1988年，第一台真正意义上的PCR热循环仪出现，它主要由热模块、冷却装置、PCR管样品基座、控制软件组成，通过软件编程来控制每个步骤的时间、温度以及循环数。早期的PCR仪还较简单，其加热装置是普通电阻丝，冷却装置就是一个风扇，只能对到达设定温度反应的时间进行控制，不能对加热和冷却过程中升温和降温速度的快慢进行控制，也没有热盖装置。因此为防止PCR反应体系由于高温使反应液中水分挥发发生体积变化，一般在反应体系表面加入一层液状石蜡。

随着技术的发展，为了提高降温的速度，采用水冷式或者半导体制冷来代替风扇冷却，同时，引入了热盖技术，即反应管上的盖子能进行加热，由于盖子的温度比PCR反应管的温度高，阻止了水蒸气挥发，这样反应中不再需要添加液状石蜡，减少了污染的可能性。水冷式是利用制冷压缩机将液体冷却，当需要冷却时液体通过加热模块进行冷却，因此这种类型的PCR仪一般体积和质量都较大。目前的PCR大多使用半导体技术，通过对半导体元件电流的大小和方向的调节实现对温度的控制，这样不仅能对反应温度和时间进行精确控制，还能对加热和冷却过程的速度进行控制，大大提高PCR仪器的精度和可控性。

根据DNA扩增的目的和检测的标准，可以将PCR仪分为普通PCR仪、梯度PCR仪、实时荧光定量PCR仪、原位PCR仪四类。

（1）普通PCR仪

普通PCR仪由主机、加热模块、PCR管样品基座、热盖（较老的型号可能没有）和控制软件组成。目前普通PCR仪的软件功能越来越丰富，可以满足各种PCR程序的需求，但是普通PCR仪一次PCR扩增只能设置一种程序，而且PCR管样品基座所有的孔的温度控制程序都是一样的，如果要设置不同程序，需要多次运行。普通PCR仪的价格较低，适用于常规的PCR反应。

（2）梯度PCR仪

梯度PCR仪除具有普通PCR仪的结构外，还具有特殊的梯度模块，可实现对温度梯度和时间梯度等参数的调整。例如，在96孔的模块中，可以分成12列，各列可单独设置，一次可设计12种温度或者时间参数，因此可以在一次实验中对不同样品设置不同的退火温度和退火时间，从而可在短时间内对PCR实验条件进行优化，提高PCR科研效率。梯度PCR仪主要用于快速确定未知DNA退火温度的PCR反应，如通过设置一系列退火温度梯度进行扩增，运行一次PCR就可以筛选出特异性最好、扩增产物量最高的最适退火温度。梯度PCR仪在不设置梯度的情况下也可以做普通PCR扩增。

（3）实时荧光定量PCR仪

实时荧光定量PCR仪也称荧光定量PCR仪，它在普通PCR仪的基础上增加了荧光信号采集系统和计算机分析处理系统，扩增的结果信号通过荧光信号采集系统实时采集，然后输送到计算机分析处理系统，得出量化的实时结果输出。

（4）原位PCR仪

原位PCR仪与普通PCR仪相比，用载玻片代替了PCR管，其反应过程是在载玻片的平面上进行的。原位PCR仪最大特点是能够在保持细胞或组织的完整性的条件下，使PCR反应体系渗透到组织和细胞中，在细胞的靶DNA所在的位置上进行基因扩增，因此不但可以检测到靶DNA，还能标出靶序列在细胞内的位置。原位PCR仪可用于细胞内靶DNA的定位分析，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，它对在分子和细胞水平上研究疾病的发病机理和临床过程及病理的转变有重大的实用价值。