一、聚合酶鏈反應的歷史回顧

1、核酸體外擴增zui早的設想

由Khorana及其同事于1971年提出：“經過DNA變 性，與合適引物雜交，用DNA聚合酶延伸引物，并不斷重視該過程便可克隆tRNA基 因”。但由于當時很難進行測序和合成寡核苷酸引物，且當時(1970年)Smith等發現了 DNA限制性內切酶，使體外克隆基因成為可能，所以，使Khorana等的早期設想被人 們遺忘。

2、聚合酶鏈反應的發明

1985年，美國PE-Cetus公司的人類遺傳研究室 Mullis等人才發明了具有劃時代意義的聚合酶鏈反應(Polymerase Chain Reaction, PCR), 使人們夢寐以求的體外無限擴增核酸片段的愿望成為現實。其原理類似于DNA的體內 復制，只是在試管中給DNA的體外合成提供一種合適條件。開始是使用大腸桿菌 dna聚合酶Klenow片段來擴增人基因組中的特異片段。由于該酶不耐熱，因此，每次 加熱變性DNA后都要重新補加Klenow酶。在操作多份標本時，這一過程耗時，費力， 且易出錯。耐熱DNA聚合酶的應用使得PCR反應更易于自動化，繼而PE-Cetus公司推 出了*臺PCR熱循環儀，使該技術的自動化成為現實。Mullis等因此項技術于1993年 獲得諾貝爾獎金。

二、聚合酶鏈反應相關技術的發展

PCR及其相關技術的發展速度是驚人的。上分別于1988年和1990年在美國和 英國召開了*屆和第二屆PCR技術專題研討會。*屆會議主要討論了PCR的應用 與技術本身的優化問題；第二屆會議的主要議題是人類基因組計劃與PCR的進 展。這充分體現了生物學家對PCR的重視。

(表)聚合酶鏈反應的相關技術

名 稱

主要用途

簡并引物擴增法

擴增未知基因片段
巢居PCR

提高PCR敏感性、特異性，分析突變
復合PCR

同時檢測多個突變或病原
反向PCR

擴增已知序列兩側的未知序列，致產物突變
單一特異引物PCR

擴增未知基因組DNA
單側引物PCR

通過已知序列擴增未知cDNA
錨定PCR

分析具備不同末端的序列
增效PCR

減少引物二聚體，提高PCR特異性
固著PCR

有利于產物的分離
膜結合PCR

去除污染的雜質或PCR產物殘留
表達盒PCR

產生合成或突變蛋白質的DNA片段
連接介導PCR

DNA甲基化分析、突變和克隆等
RACE-PCR

擴增cDNA末端
定量PCR

定量mRNA或染色體基因
原位PCR

研究表達基因的細胞比例等
臆斷PCR

鑒定細菌或遺傳作用
通用引物PCR

擴增相關基因或檢測相關病原
信使擴增表型分型(mapping)

同時分析少量細胞的mRNA
三、其它擴增技術

與PCR及其相關技術發展的同時，新的擴增技術也不斷誕生。這些技術各有利 弊，與PCR互為補充，有的可結合應用，共同構成了核酸體外擴增技術的大家族。我 們相信，隨著分子生物學技術的發展，這一家族一定會再涌現出新成員。

其它體外核酸擴增技術(表)

技術

應用

轉錄依賴的擴增系統(TAS)

檢測HIV

連接酶鏈反應(LCR)

檢測點突變

自主序列復制(3SR)系統

研究RNA，臨床應用、法醫學等

鏈替代擴增(SDA)

檢測、鑒定基因

Qβ復制酶系統

增加探針檢測敏感性

循環探針反應

增加探針檢測敏感性