1概述
聚合酶链式反应（polymerase chain reaction，缩写：pcr，又称多聚酶链式反应)，是一项利用dna双链复制的原理，在生物体外复制特定dna片段的核酸合成技术。透过这项技术，可在短时间内大量扩增目的基因，而不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体。
2 pcr原理
pcr技术的基本原理首先基于dna半保留复制原理，还有碱基互补配对原则，即复制的过程中双链dna会解链，由双链变成单链，温度一般为95℃；之后温度降下来，引物会结合到dna单链上，在dna聚合酶的作用下，把游离的dntp按照碱基互补配对原则结合到单链上，形成一条由旧链和新链杂合成的新的双链dna。这个过程可概括为‘变性-退火-延伸’三个基本步骤。
一般的聚合酶链式反应由20到35个循环组成，每个循环包括以下3个步骤：
变性：利用高温（94℃～98℃）使双链dna分离。高温将连接两条dna链的氢键打断。在第一个循环之前，通常加热长一些时间以确保模板和引物全分离，仅以单链形式存在。该步骤时间1～2分钟，接下来机器就控制温度进入循环阶段。
退火（又称复性、降温贴合、缓冷配对、引物黏合）：在dna双链分离后，降低温度使得引物可以结合于单链dna上。此阶段的温度通常低于引物熔点5℃。错误的退火温度可能导致引物不与模板结合或者错误地结合。该步骤时间1～2分钟。新技术的融合型核酸聚合酶在此阶段的温度会高于熔点3~5℃，仅需时间5~10秒。
延伸：dna聚合酶由降温时结合上的引物开始沿着dna链合成互补链。此阶段的温度依赖于dna聚合酶。该步骤时间依赖于聚合酶以及需要合成的dna片段长度。传统的taq估计合成1000 bp大概需要1分钟、较新的tbr（来自于嗜热菌thermusbrockianus）约40秒、商业公司生产的融合型聚合酶仅需约10-15秒。有修正功能的则会比较慢。
3 pcr反应体系表1 标准的pcr反应体系
组分 用量
10×扩增缓冲液 10μl
4种dntp混合物 200μl
引物 10～100μl
模板dna 0.1～2μg
taq dna聚合酶 2.5 μl
mg2+ 1.5mmol/l
加双蒸水 100 μl
4 pcr反应特点
4.1特异性强
pcr反应的特异性决定因素为：
①引物与模板dna特异正确的结合；
②碱基配对原则；
③taq dna聚合酶合成反应的忠实性；
④靶基因的特异性与保守性。
4.2 灵敏度高
pcr产物的生成量是以指数方式增加的，能将皮克(pg=10-12)量级的起始待测模板扩增到微克(μg=10-6)水平。能从100万个细胞中检出一个靶细胞；在病毒的检测中，pcr的灵敏度可达3个rfu(空斑形成单位)；在细菌学中最小检出率为3个细菌。
4.3简便、快速
pcr反应用耐高温的taq dna聚合酶，一次性地将反应液加好后，经过变性-退火-延伸反应，一般在2～4 小时完成扩增反应。扩增产物一般用电泳分析，不一定要用同位素，无放射性污染、易推广。
4.4 对标本的纯度要求低
不需要分离病毒或细菌及培养细胞，dna粗制品及rna均可作为扩增模板。可直接用临床标本如血液、体腔液、洗嗽液、毛发、细胞、活组织等dna扩增检测。