近期，范德堡大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)提出一種新方法——“適應(yīng)性 PCR”（adaptive PCR），有望革新傳統(tǒng)的 PCR 技術(shù)，并為 “手持式 PCR 儀” 帶來(lái)可能。相關(guān)研究成果以 “Adaptive PCR based on Hybridization Sensing of Mirror-Image L-DNA” 為題發(fā)表在《Analytical Chemistry》期刊。
PCR 的反應(yīng)過(guò)程包含 3 個(gè)基本步驟，依次為：變性（高溫環(huán)境下模板 DNA 發(fā)生變性，由雙鏈變成單鏈）、退火（低溫環(huán)境下引物與單鏈按堿基互補(bǔ)配對(duì)的原則結(jié)合）、延伸（溫度回升至最適宜后，DNA 聚合酶開(kāi)始合成互補(bǔ)鏈）。至此獲得兩條精確復(fù)制地 DNA 雙鏈。隨后，PCR 反應(yīng)將進(jìn)入 “變性—退火—延伸” 的循環(huán)，獲得更多的半保留復(fù)制鏈，30-40 個(gè)循環(huán)可以獲得幾百萬(wàn)倍的基因數(shù)量。
由此可見(jiàn)，溫度和樣本是實(shí)現(xiàn) PCR 的關(guān)鍵因素?；诰酆厦钢圃斓?PCR 儀實(shí)際上是一個(gè)溫控設(shè)備，需要控制變性、復(fù)性和延伸的溫度。室溫的變化、樣本化學(xué)成分的改變都會(huì)影響 PCR 反應(yīng)。所以，實(shí)驗(yàn)人員可能需要經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)優(yōu)化出最佳的樣本配比、最高效的溫度設(shè)置。
盡管技術(shù)成熟，PCR 儀器卻操作復(fù)雜且對(duì)樣本的化學(xué)成分及反應(yīng)環(huán)境高度敏感，這主要是因?yàn)闆](méi)有最直接的方法從分子水平監(jiān)控反應(yīng)過(guò)程。
為了實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，范德堡大學(xué)的生物醫(yī)學(xué)工程師 Nicholas Adams 和 Frederick Haselton 將 “開(kāi)箱即用” 的理念應(yīng)用于 PCR，并提出“適應(yīng)性 PCR”（adaptive PCR）的新方法。他們利用左旋 DNA（L-DNA）監(jiān)測(cè)、控制 PCR 反應(yīng)。
