PCR (Polymerase Chain Reaction) 即聚合酶鏈式反應，又稱無細胞分子克隆系統(tǒng)或體外酶促基因擴增法。其基本原理類似于 DNA 的天然復制過程，是在模板 DNA、引物和 4種脫氧核苷酸存在的條件下，依賴于 DNA 聚合酶的酶促合反應，將待擴增的DNA片段與其兩側(cè)互補的寡核苷酸鏈引物經(jīng)“高溫變性——低溫退火——引物延伸”三步反應的多次循環(huán)，使 DNA 片段在數(shù)量上呈指數(shù)增加，該技術(shù)可以將極微量的靶DNA 特異地擴增上百萬倍，從而在短時間內(nèi)獲得所需的大量特定基因片段，因此能在臨床上檢測單分子 DNA或每 10 萬個細胞中僅含 1 個靶 DNA 分子的樣品。

二、PCR 實驗室平面布局

根據(jù)《臨床基因擴增檢驗實驗室基本設置標準》規(guī)定，臨床基因擴增檢驗實驗室需要設置試劑儲存和準備區(qū)、標本制備區(qū)、擴增反應混合物配制和擴增區(qū)、擴增產(chǎn)物分析區(qū)等四個區(qū)域。如使用全自動分析儀，區(qū)域設置可以適當合并。

雖然 PCR 實驗室的四個功能分區(qū)是固定的，但各醫(yī)院在實際布置中卻千差萬別，其主要布置形式有分散式和集中式兩種。

分散式：各實驗用房彼此相距較遠，呈分散布置形式。各實驗之間不易相互干擾。

集中式：完成 PCR 四個實驗過程的實驗用房相鄰布置，形成集中、獨立的實驗區(qū)域。每個實驗室應設置獨立緩沖間、實驗室間應設置帶消毒裝置的傳遞窗。

在理想情況下，PCR 實驗室緩沖間內(nèi)，可設置正壓，使室內(nèi)空氣不流向室外，室外空氣不流向室內(nèi)。若房間進深允許，可設 PCR 內(nèi)部專用走廊。在減少室內(nèi)外空氣交換方面，緩沖間比專用走廊更有意義。試劑和標本通過機械連鎖傳遞窗傳遞，保證試劑和標本在傳遞過程中不受污染，達到人、物分流。

三 .PCR 實驗室的主要功能和設備配置

1. 試劑儲存和準備區(qū)

該實驗區(qū)主要進行的操作為貯存試劑的制備、試劑的分裝和主反應混合液的制備。試劑和用于標本制作的材料應直接運送至該區(qū)，不得經(jīng)過其他區(qū)域。試劑原材料必須貯存在本區(qū)內(nèi)，并在本區(qū)內(nèi)制備成所需的貯存試劑。

2. 標本制備區(qū)

該區(qū)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(qū)的壓力梯度要求為：相對于鄰近區(qū)域為正壓，以避免從鄰近區(qū)進入本區(qū)的氣溶膠污染。另外，由于在加樣操作中可能會發(fā)生氣溶膠所致的污染，所以應避免在本區(qū)內(nèi)不必要的走動。

對具有潛在傳染危險性的材料，必須在生物安全柜內(nèi)開蓋，并有明確的樣本處理和滅活程序。 

3. 擴增反應混合物配制和擴增區(qū) 

該區(qū)域主要進行的操作為DNA或cDNA 擴增。此外，已制備的 DNA 模板和合成的 cDNA( 來自樣本制備區(qū) ) 的加入和主反應混合液 ( 來自試劑貯存和制備區(qū) ) 制備成反應混合液等也可在本區(qū)內(nèi)進行。在巢式 PCR 測定中，通常在第一輪擴增后必須打開反應管，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(qū)內(nèi)進行。

四 .PCR 實驗室空調(diào)通風設計

國際上，世界衛(wèi)生組織（WHO）一直非常重視實驗室生物安全問題，早在 1983 年就出版了《實驗室生物安全手冊》，2003年4月第二版 ( 修訂版 ) 以電子版形式在 WHO 網(wǎng)頁上問世。美國在實驗室的生物安全管理方面更是走在了世界的前列，NIH/CDC 聯(lián)合出版的《微生物學及生物醫(yī)學實驗室生物安全準則》現(xiàn)已推出了第四版。很多國家在制定本國的生物安全準則時，主要參考上述兩個標準。

我國關(guān)于 PCR 實驗室建設及管理的現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范和標準有以下幾種：

《臨床基因擴增檢驗實驗室工作規(guī)范》；

《醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室管理辦法》衛(wèi)辦醫(yī)政發(fā)【2010】194 號；

《醫(yī)療機構(gòu)臨床基因擴增檢驗實驗室工作導則》；

《生物安全實驗室建筑技術(shù)規(guī)范》 GB50346-2011；

《實驗室生物安全通用要求》GB19489-2008；

《潔凈廠房設計規(guī)范》GB50073—2013；

《微生物和生物醫(yī)學實驗室生物安全通用準則》WS233-2002 中華人民共和國衛(wèi)生部；

實驗室規(guī)范《JGJ91 科學實驗室建筑設計規(guī)范》等。