PCR原理
DNA的半保留复制是生物进化和传代的重要途径。双链DNA在多种酶的作用下可以变性解旋成单链，在DNA聚合酶的参与下，根据碱基互补配对原则复制成同样的两分子拷贝。在实验中发现，DNA在高温时也可以发生变性解链，当温度降低后又可以复性成为双链。因此，通过温度变化控制DNA的变性和复性，加入设计引物，DNA聚合酶、dNTP就可以完成特定基因的体外复制。
但是，DNA聚合酶在高温时会失活，因此，每次循环都得加入新的DNA聚合酶，不仅操作烦琐，而且价格昂贵，制约了PCR技术的应用和发展。
耐热DNA聚合酶-Taq酶的发现对于PCR的应用有里程碑的意义，该酶可以耐受90℃以上的高温而不失活，不需要每个循环加酶，使PCR技术变得非常简捷、同时也大大降低了成本，PCR技术得以大量应用，并逐步应用于临床。
PCR由变性-退火-延伸三个基本反应步骤构成：
1. 模板DNA的变性：模板DNA经加热至93℃左右一定时间后，使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备；
2. 模板DNA与引物的退火（复性）：模板DNA经加热变性成单链后，温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；
3. 引物的延伸：DNA模板-引物结合物在72℃、DNA聚合酶（如TaqDNA聚合酶）的作用下，以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制原理，合成一条新的与模板DNA链互补的半保留复制链。
重复循环变性-退火-延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4分钟，2～3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。
PCR反应体系
10×扩增缓冲液 | 10μl |
4种dNTP混合物（终浓度） | 各100～250μmol/L |
引物（终浓度） | 各5～20μmol/L |
模板DNA | 0.1～2μg |
Taq DNA聚合酶 | 5～10 U |
Mg2+（终浓度） | 1～3mmol/L |
补加双蒸水 | 100 μl |
其中dNTP、引物、模板DNA、Taq DNA聚合酶以及Mg2+的加量（或浓度）可根据实验调整，以上表格只提供大致参考值。
PCR反应五要素：
· 引物(PCR引物为DNA片段，细胞内DNA复制的引物为一段RNA链）
· 酶
· dNT
· 模板
· 缓冲液（其中需要Mg2+）
1. 引物有多种设计方法，由PCR在实验中的目的决定，但基本原则相同。
2. PCR所用的酶主要有两种来源：Taq和Pfu，分别来自两种不同的噬热菌。其中Taq扩增效率高但易发生错配。Pfu扩增效率弱但有纠错功能。所以实际使用时根据需要必须做不同的选择。
3. 模板即扩增用的DNA，可以是任何来源，但有两个原则，第一纯度必须较高，第二浓度不能太高以免抑制。
4. 缓冲液的成分最为复杂，除水外一般包括四个有效成分：
· 缓冲体系，一般使用HEPES或MOPS缓冲体系；
· 一价阳离子，一般采用钾离子，但在特殊情况下也可使用铵根离子；
· 二价阳离子，即镁离子，根据反应体系确定，除特殊情况外不需调整；
· 辅助成分，常见的有DMSO、甘油等，主要用来保持酶的活性和帮助DNA解除缠绕结构。
PCR反应特点
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。
2.灵敏度高
3.简便、快速
4.纯度要求低