PCR
生物学的聚合酶链反应
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历史版本
聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，简称：PCR），又称为基因体外扩增法，是由美国鲸鱼座（Cetus）集团凯利·班克斯·穆利斯（Kary Banks Mullis）博士于20世纪80年代中期发明的一种新型分子生物学技术，它可以利用DNA聚合酶的特性，在体外模仿生物体内DNA复制过程。因该技术具有高效、灵敏，易于操作及高特异性等特点，已在传染病及遗传病的诊断，生物医学，分子生物学方面得到了广泛的应用。[2][1]
PCR技术在进行扩增的过程中主要包括以下三个步骤：变性、退火、延伸。[3][4]自应用以来，其不仅成为分子生物学中的关键技术，也渐渐成为一项常规技术。自上世纪80年代中问世以来，该技术从只能单纯扩增已知序列DNA片段，发展到应用于各个领域的几十种PCR研究方法，[5]检测得效率和自动化程度都在不断提高。[6]但此技术仍有待改进之处，如进一步提高检测的特异性、准确性和敏感性、减少试验过程中的污染、减少实际应用的成本投入等。[7]
1993年10月，PCR技术的发明者穆利斯博士成为当年瑞典皇家科学研究院颁发的诺贝尔化学奖得主之一，当时该技术被称为“具有里程碑式意义的分子生物学技术”，并被业内列为90年代生物技术10大热点之首。[2]随着生物学技术不断发展，该技术被广泛运用到基因研究、医学领域、社会应用等方面，诸如基因图谱建立、基因突变研究、临床检测、刑侦法医、亲子鉴定等。[8][6]
发展历史
1985年由穆利斯（Mullis）博士首先提出了PCR技术（Polymerase Chain Reaction），即聚合酶链式反应，又称为无细胞克隆技术，是一种对特定的序列DNA片段在体外进行快速检测的新方法。瑞典皇家科学研究院于1993年10月13日向全世界宣布，穆利斯博士为1993年诺贝尔化学奖得 主之一。PCR技术-被称为具有里程碑式意义的分子生物学技术，并被列为90年代生物技术10大热点之首。PCR技术的产生依赖于一系列成果产生：Arthur Kornberg于1955年首次发现DNA聚合酶，该酶于1958年首次被纯化成功；1955年-1970年间，科学家发现了DNA退火及引物沿5‘-3’方向延伸的热动力学过程；Kjell Kleppe博士首次完成了PCR实验，并提出了体外进行DNA复制的可能性；1971年Har Gobind Khorana首次提出扩增合成DNA的观点，系统地阐述了PCR理论。热稳定DNA聚合酶的成功提取满足了PCR变性时的高温条件，该酶高温条件下依旧保持活性，使得PCR反应得以自动化，具备多次进行循环的条件，因此PCR技术得到了突破性发展。机械物理学的高度发展，人们普遍采用DNA热循环仪或自动化PCR仪进行操作，技术结构的改善推动了PCR技术发展。[2]