簡要概述
Myc基因擴增形成均染區（黃色）的核型至於卵母細胞中rRNA基因擴增的機制，有人認為可能是通過從染色體上分離出來的環狀DNA分子，這種環狀DNA中含有rRNA基因，但是第一個含有rRNA基因的環狀DNA是如何形成的尚不清楚。由於環狀DNA能夠通過滾環複製(rollingcirclereplication)的方式進行複製，因而能夠產生大量的rRNA基因。
Myc基因擴增形成雙微核（黃色）的核型實驗套用
基因擴增實驗室臨床基因擴增實驗又稱PCR實驗，是專門用來檢驗愛滋病、B型肝炎、禽疫病等病毒感染性疾病的一種檢測手段。它可以通過將病毒體內所含的基因進行擴增的方法，測出一些病毒含量不高的感染者體內是否含有特定的病毒。由於該檢測方法可以測出普通檢驗難以檢測出的病毒並具有靈敏度高、特異性高、快捷、對樣品要求低等優點，因此被臨床醫生廣為認可，已廣泛套用於醫院的臨床診斷和各防疫檢測部門的禽疫病診斷。但是，這種實驗需要有能保證絕對安全、配置合理的實驗室和非常規範的操作為前提。近年來對臨床基因擴增檢驗實驗室的建設越來越得到重視，因為它對檢測結果的可靠性、準確性和安全性起到至關重要的作用。本文主要從臨床基因擴增檢驗實驗室的平面布局，空調通風系統設計、氣流控制和污染的防制幾個方面對實驗室設計中的主要特點進行了闡述。臨床基因擴增檢驗實驗室設計的核心問題是如何避免污染。因此，實驗室的平面布局、空調通風系統設計、氣流控制等都是圍繞這個核心問題進行的。下面就對這幾個方面分別進說明。
2、PCR實驗室平面布局
臨床基因擴增檢驗實驗室原則上分為四個單獨的工作區域：試劑貯存和準備區、標本製備區、擴增反應混合物配製和擴增區、擴增產物分析區。為避免交叉污染，進入各個工作區域必須嚴格遵循單一方向進行，即只能從試劑貯存和準備區→標本製備區→擴增反應混合物配製和擴增區→擴增產物分析區。各實驗區之間的試劑及樣品傳遞應通過傳遞窗進行。
3實驗室空調通風系統設計及壓力控制
PCR實驗室並沒有嚴格的淨化要求，但是為避免各個實驗區域間交叉污染的可能性，宜採用全送全排的氣流組織形式。同時，要嚴格控制送、排風的比例以保證各實驗區的壓力要求。
3.1試劑貯存和準備區
該實驗區主要進行的操作為貯存試劑的製備、試劑的分裝和主反應混合液的製備。試劑和用於標本製作的材料應直接運送至該區，不得經過其他區域。試劑原材料必須貯存在本區內，並在本區內製備成所需的貯存試劑。對與氣流壓力的控制，本區並沒有嚴格的要求。
3.2標本製備區
該區域主要進行的操作為臨床標本的保存、核酸(RNA、DNA)提取、貯存及其加入至擴增反應管和測定RNA時cDNA的合成。本區的壓力梯度要求為：相對於鄰近區域為正壓，以避免從鄰近區進入本區的氣溶膠污染。另外，由於在加樣操作中可能會發生氣溶膠所致的污染，所以應避免在本區內不必要的走動。
3.3擴增反應混合物配製和擴增區
該區域主要進行的操作為DNA或cDNA擴增。此外，已製備的DNA模板和合成的cDNA(來自樣本製備區)的加入和主反應混合液(來自試劑貯存和製備區)製備成反應混合液等也可在本區內進行。在巢式PCR測定中，通常在第一輪擴增後必須打開反應管，因此巢式擴增有較高的污染危險性，第二次加樣必須在本區內進行。本區的壓力梯度要求為：相對於鄰近區域為負壓，以避免氣溶膠從本區漏出。為避免氣溶膠所致的污染，應儘量減少在本區內的不必要的走動。個別操作如加樣等應在超淨台內進行。
3.4擴增產物分析區
該區域主要進行的操作為擴增片段的測定。如使用全自動封閉分析儀器檢測，此區域可不設。本區是最主要的擴增產物污染來源，因此對本區的壓力梯度的要求為：相對於鄰近區域為負壓，以避免擴增產物從本區擴散至其它區域。
4污染的預防與控制
PCR實驗室設計的核心問題是如何避免污染。在實際工作中，常見的有以下幾種污染類型：擴增產物的污染；天然基因組DNA的污染；試劑的污染以及標本間的污染。由於一旦發生污染，實驗就必須停止，直到找到污染源為止，而且實驗結果必須作廢，需重新進行實驗。所以發生污染後再圍繞實驗室來尋找污染源不但耗時而且繁瑣，浪費人力物力。因此要避免污染，首先應是預防，而不是排除。
4.1工作區域的嚴格劃分
（1）各個實驗區域設定合理；
（2）各個實驗區域要有明顯的標記（如醒目的門牌或不同的地面顏色等），以避免各個不同實驗區域設備物品、試劑等發生混淆。
4.2合理的系統設定
（1）合理的空調通風系統設定，儘量採用全送全排的空調系統；
（2）嚴格的氣流壓力控制，保證不同的實驗區內不同的壓力要求。
4.3規範的操作
（1）臨床基因擴增檢驗實驗室的技術人員必須進行上崗培訓，經培訓合格後才能從事臨床基因擴增檢驗的工作；
（2）在實驗操作過程中，操作者必須戴手套，並經常更換。此外，操作中使用一次性帽子也是一個有效地防止污染的措施；
（3）清潔工作及時、正確。實驗工作結束後，必須立即對本區進行清潔。除常規的消毒液體對表面進行擦拭消毒或紫外線燈的照射消毒外，對一些實驗設備還應進行高壓消毒處理。
4.4嚴格的管理
（1）嚴格控制進出實驗室的人員。與實驗無關的人員不得隨意進出實驗室，有條件的情況下要設定獨立的通道和進出整個實驗區的門；
（2）在各個實驗區域使用帶有明顯區別標誌的工作服（如不同顏色），當工作人員離開時不得將本區的工作服帶至其它區域；
（3）儘量減少在實驗區內不必要的走動以減少交叉污染的可能性。
（4）擴增產物分析區是最主要的擴增產物污染來源，廢液不能在實驗室中傾倒，必須經消毒液浸泡消毒後在遠離實驗室的地方棄掉，用過的吸頭等一次性材料也應經消毒液浸泡消毒後統一處理，如焚燒等；
（5）擴增產物分析區可能會用到某些可致基因突變和有毒物質，應特別注意實驗人員的安全防護。
4.5完備的實驗室配套設施
完備的實驗室配套設施是保證實驗工作的必要條件，應根據各個實驗室實驗內容的不同配備相應的設備和儀器，如超淨工作檯、離心機、加樣器等。
PCR技術
PCR基本原理示意圖多聚酶鏈式反應的原理類似於DNA的天然複製過程。在待擴增的DNA片段兩側和與其兩側互補的兩個寡核苷酸引物，經變性、退火和延伸若干個循環後，DNA擴增2n倍。
1．變性：加熱使模板DNA在高溫下（94℃）變性，雙鏈間的氫鍵斷裂而形成兩條單鏈，即變性階段。
2．退火：使溶液溫度降至50－60℃，模板DNA與引物按鹼基配對原則互補結合，即退火階段。
3．延伸：溶液反應溫度升至72℃，耐熱DNA聚合酶以單鏈DNA為模板，在引物的引導下，利用反應混合物中的4種脫氧核苷三磷酸（dNTP)，按5’→3’方向複製出互補DNA，即引物的延伸階段。
上述3步為一個循環，即高溫變性、低溫退火、中溫延伸3個階段。從理論上講，每經過一個循環，樣本中的DNA量應該增加一倍，新形成的鏈又可成為新一輪循環的模板，經過25-30個循環後DNA可擴增106-109倍。典型的PCR反應體系由如下組分組成：DNA模板、反應緩衝液、dNTP、兩個合成的DNA引物、耐熱Tag聚合酶。
實驗儀器
1.PCR熱循環儀 2.移液器（0.1-2.5μL）3.PCR板
實驗試劑
1．10×緩衝液：500mmol/LKCI、100mmol/LTriS·HCI(pH8.3，室溫）、15mmol/LMgCl2
2.dNTPMix：2.5mmol/LdATP、2.5mmol/LdCTP、2.5mmol/LdGTP、2.5mmol/LdTTP
3.Tag酶5U/μL：
4.DNA模板1ng／μL：
5.引物1
6.引物2
7.引物溶液濃度2uM
實驗步驟
1．在200ulEppendorf管內配製20ul反應體系
2．按下述程式進行擴增
94℃預變性3min；94℃變性30s；58℃退火30s；72℃延伸1min30s30cycle；72℃延伸4min；4℃pause
注意事項
1．引物設計應具有特異性，依靠引物設計軟體進行引物設計；引物分裝成多管，不宜反覆凍融多次；
2．PCR反應的各種成份不能遺漏，操作應戴手套，冰上操作；
3．根據引物的Tm值和擴增片段長度以及PCR儀的特性來設定PCR循環條件；
4．注意分析電泳檢測PCR產物時出現拖帶或非特異性擴增帶、無DNA帶或DNA帶很弱的可能原因。
研究進展
PCR基因擴增實驗以聚合酶鏈式反應(PCR)為基礎的離體基因擴增技術對基因工程的研究和套用產生了革命性影響。提供自動化的PCR專用儀器則是推廣PCR技術的關鍵。為解決國產PCR裝置的更新換代並替代大量進口，中科院發育生物學所最近完成了以智慧型化儀表控制系統為核心的乾式基因擴增PCR裝置，經多種對照引物和模板DNA的PCR實驗，獲完全成功，即將通過技術鑑定並批量生產。該儀器的研製成功為分子生物學、生物工程、醫學和法醫學鑑定及考古、環衛等研究和套用部門掌握和套用PCR技術提供了高性能價格比的新裝備。該PCR裝置採用人機對話操作方式，利用單片機小型專家系統，以豐富的智慧型化軟體取代了常規儀器的大部分硬體功能，使整機結構大大簡化，操作方便.工作可靠，性能精良。其別具特色的實時動態運行狀態顯示、自動整定最佳PID參數、感測器偏差補償、九組九步任意曲線串接編程、確保曲線平台和伺服起動、多種可預設上電方式、掉電保護及報警等硬體軟化功能充分顯示了智慧型化儀表技術的優越性。為已有的國內外PCR裝置。
HBVC區基因擴增與PCR條件的最佳化
目的：為提高PCR檢測B型肝炎病毒(HBV)的特異性和靈敏度，降低成本，對PCR條件進行最佳化。方法：將HBV特異性基因片段轉化到大腸桿菌DH5α中，提取質粒，利用PCR擴增HBVC區基因，對PCR條件中的退火溫度、Mg2+濃度進行最佳化，並比較3種不同TaqDNA聚合酶的靈敏度。結果：HBVC區基因擴增的最佳退火溫度為58℃,最佳Mg2+濃度為1.5mmol/L，BiostarTaqDNA聚合酶擴增到10-6。討論：對HBVC區基因進行了轉化和PCR實驗條件的最佳化，為擴大PCR在B型肝炎病毒(HBV)檢測領域中的套用提供實驗依據。
