PCR原理与工作原理
分子生物学中，聚合酶链反应（PCR）是由Kary Mullis于1985年首次提出的一种技术。它利用特定的引物和DNA多态性检测的方法，可以在体外实现对任何目标序列的扩增，从而使得微量DNA样本能够被大量复制。这项技术不仅改变了我们对于遗传信息获取的方式，也为后续的基因工程、病原体检测、遗传诊断等领域提供了强有力的工具。
PCR操作步骤
PCR操作通常包括三个主要步骤：-denaturation- annealing- extension。第一步-denaturation阶段，将双链DNA分解成单链，这通常需要高温条件。在此过程中，热稳定聚合酶可以保持其活性。此后-annealing阶段，两条单链找到适当温度下相互配对并结合起来，而引物则通过碱基配对规则选择与目标序列匹配的区域结合。在最后一个-extension阶段，热启动聚合酶利用新形成的核苷酸三磷酸（dNTPs）将引物和模板上的primer延伸成为完整的新的DNA双链。
PCR应用场景
由于其灵活性和高效率，PCR技术在医学、农业、环境科学等众多领域都有广泛应用。例如，在医疗上，可用于病原体检出，如HIV或TB；在农业上，可用于遗传改良植物或动物；而在环境科学上，则可用于分析水质或土壤样本中的微生物组成。
实验室安全要求
在进行PCR实验时，对于实验室安全至关重要。因为这些实验可能会产生含有细菌性的废弃材料，因此需要采取适当的手卫生措施，以及使用正确类型及数量的手套来防止皮肤接触。如果涉及到危险水平较高如BSL3级别的话，还需采用更严格的人员培训、个人保护装备以及隔离设施等措施来确保安全运行。
新兴发展趋势
随着科技不断进步，PCR技术也正经历一系列创新发展。一种新的快速扩增技术叫做quantitative real-time polymerase chain reaction (qRT-PCR)，它可以实时监测每个循环中生成的产品，并且能提供关于初始RNA水平变化的一个准确估计值。此外，还有一些全自动化系统使得整个过程更加简便快捷。
