基因擴(kuò)增技術(shù)（PCR）聚合酶鏈反應(yīng)（polymerase chain reaction簡(jiǎn)稱PCR）又稱無細(xì)胞分子克隆系統(tǒng)或特異性DNA序列體外引物定向酶促擴(kuò)增法，是基因擴(kuò)增技術(shù)的一次重大革新。可將極微量的靶DNA特異地?cái)U(kuò)增上百萬(wàn)倍，從而大大提高對(duì)DNA分子的分析和檢測(cè)能力，能檢測(cè)單分子DNA或?qū)γ?0萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中僅含1個(gè)靶DNA分子的樣品，因而此方法立即在分子生物學(xué)、微生物學(xué)、醫(yī)學(xué)及遺傳學(xué)等多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用和迅速發(fā)展。由于PCR具有敏感性高、特異性強(qiáng)、快速、簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，已在病原微生物學(xué)領(lǐng)域中顯示出巨大的應(yīng)用價(jià)值和廣闊的發(fā)展前景。

1、特異性高

　　首ci報(bào)導(dǎo)的PCR所用的DNA聚合酶是大腸桿菌的DNAPolymerase I的Klenow大片段，其酶活性在90℃會(huì)變性失活，需每次PCR循環(huán)都要重新加入Klenow大片段，同時(shí)引物是在37℃延伸（聚合）易產(chǎn)生模板—引物之間的堿基錯(cuò)配、致特異性較差，1988年Saiki等從溫泉水中分離到的水生嗜熱桿菌中提取的熱穩(wěn)定的Taq DNA聚合酶，在熱變性處理時(shí)不被滅活，不必在每次循環(huán)擴(kuò)增中再加入新酶，可以在較高溫度下連續(xù)反應(yīng)，顯著地提高PCR產(chǎn)物的特異性，序列分析證明其擴(kuò)增的DNA序列與原模板DNA一致。擴(kuò)增過程中，單核苷酸的錯(cuò)誤參入程度很低、其錯(cuò)配率一般只有約萬(wàn)分之一，足可以提供特異性分析，選用各型病毒相對(duì)的特異寡核苷酸引物。PCR能一次確定病毒的多重感染。如用HPV11和HPV16型病毒引物檢測(cè)病婦宮頸刮片細(xì)胞可以發(fā)現(xiàn)部分病人存在HPV11和HPV16兩型的雙重感染。

2、高度敏感

　　理論上PCR可以按2n倍數(shù)擴(kuò)增DNA十億倍以上，實(shí)際應(yīng)用已證實(shí)可以將極微量的靶DNA成百萬(wàn)倍以上地?cái)U(kuò)增到足夠檢測(cè)分析量的DNA。能從100萬(wàn)個(gè)細(xì)胞中檢出一個(gè)靶細(xì)胞，或?qū)χT如病人口液等只含一個(gè)感染細(xì)胞的標(biāo)本或僅含0.01pg的感染細(xì)胞的特異性片段樣品中均可檢測(cè)。

3、快速及無放射性

　　一般在2小時(shí)內(nèi)約可完成30次以上的循環(huán)擴(kuò)增，加上用電泳分析。只需3-4小時(shí)便可完成，不用分離提純病毒，DNA粗制品及總RNA均可作為反應(yīng)起始物，可直接用臨床標(biāo)本如血液、體液、尿液、洗液、脫落毛發(fā)、細(xì)胞、活體組織等粗制的DNA的提取液來擴(kuò)增檢測(cè)，省去費(fèi)時(shí)繁雜的提純程序，擴(kuò)增產(chǎn)物用一般電泳分析即可，不一定用同位素，無放射性易于推廣。

4、簡(jiǎn)便

　　擴(kuò)增產(chǎn)物可直接供作序列分析和分子克隆，擺脫繁瑣的基因方法，可直接從RNA或染色體DNA中或部分DNA已降解的樣品中分離目的基因，省去常規(guī)方法中須先進(jìn)行克隆后再作序列分析的冗繁程序。已固定的和包埋的組織或切片亦可檢測(cè)。如在PCR引物端事先構(gòu)建一個(gè)內(nèi)切酶位點(diǎn)，擴(kuò)增的靶DNA可直接克隆到M13，PUC19等相應(yīng)酶切位點(diǎn)的載體中。

5、可擴(kuò)增RNA或cDNA

　　先按通常方法用寡脫氧胸苷引物和逆轉(zhuǎn)錄酶將mRNA轉(zhuǎn)變成單鏈cDNA，再將得到的單鏈cDNA進(jìn)行PCR擴(kuò)增，即使mRNA轉(zhuǎn)錄片段只有100ngcDNA中的0.01%，也能經(jīng)PCR擴(kuò)增1ng有242堿基對(duì)長(zhǎng)度的特異片段，有些外顯子分散在一段很長(zhǎng)的DNA中，難以將整段DNA大分子擴(kuò)增和做序列分析。若以mRNA作模板，則可將外顯子集中，用PCR一次便完成對(duì)外顯子的擴(kuò)增并進(jìn)行序列分析。