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食品生物技术导论

——PCR技术在食品科学领域中的应用

学院：食品学院班级：食工09级一班

学生：蒋璐璐学号：2023113167

指导教师：刘福林

PCR技术在食品科学领域中的应用

摘要：本文综述了PCR的技术原理，PCR除了是一个诊断工具外，更重要的是它有广泛的运用。PCR本身可直接用来鉴定特定基因的存在与否，也可以用来侦测基因是否有特别。PCR技术的进展历程及其在食品微生物检测、转基因食品、食品成分检测等方面的应用并对PCR技术今后的进展作出展望。

关键词：PCR技术 原理 食品 应用

引言：PCR(PolymeraseChainReaction)即聚合酶链式反响，又称多聚酶链反响、基因的体外扩增法、无细胞克隆技术等。这是一种在生物体细胞外通过酶促合成特异DNA或DNA片段的方法。利用此方法,能使极其微量的目的基因或某一特定的DNA片段在几小时后快速扩增数百万倍,且无需通过繁琐费时的基因克隆程序,便可获得足够数量的准确的DNA拷贝。1983年，PCR技术由美国Cetus公司人类遗传争论室的科学家K.B.Mullis制造，因其特异性强,灵敏度高、快速和准确等优点，在食品、农业、医药、分子生物学等领域得以广泛的应用。本文主要对PCR技术在食品科学领域中的应用进展综述。

、PCR技术的根本原理

PCR技术由三个步骤反复的热循环构成:高温变性、低温退火和适温延长。高温变性，在高温(95℃)条件下,待扩增的靶DNA双链受热变性成为两条单链DNA模板；低温退火，在低温(37～55℃)状况下,两条人工合成的寡核苷酸引物与互补的单链DNA模板结合,形成局部双链；适温延长，即在特异耐热酶-TaqDNA聚合酶的最适温度(72℃)时,引物3’端为合成的起点,以单核苷酸为原料,沿模板以5’→3’方向延长,合成的DNA链[1]。合成的DNA双链又可作为扩增模板，反复进展解链、退火、延长三个步骤的热循环，每一次循环都使两条人工合成的引物间的DNA特异区拷贝数扩增一倍,PCR产物得以2n的指数形式快速扩增,经过

25～30个循环后,理论上可使基因扩增109倍以上,实际上可达106～107倍。

基于PCR技术的根本原理，多种的应用模式应运而生，使PCR技术得到进一步的完善，消灭了实时PCR(Real-timePCR)、原位PCR(InsitePCR)、反转录PCR(ReversetranscriptPCR,RT-PCR)、标记PCR(LabelledPrimersPCR,LP-PCR)、彩色PCR(ColorComplementationAssayPCR,CCAPCR)、反向PCR(ReversePCR)、不对称PCR(AsymmetricPCR)、重组PCR(RecombinantPCR)免疫PCR(Immuno-PCR)、多重PCR(MultiplexPCR)、膜PCR(membrane-boundPCR)等。这些的技术使PCR技术具有更广的应用潜力。

PCR的要素

根本的PCR须具备：

要被复制的DNA模板(Template)

界定复制范围两端的引物(Primers).3.DNA聚合酶(Taq.Polymearse)

4.合成的原料及水。

PCR的反响包括三个主要步骤，分别是1).Denaturation2).Annealingofprimers,and3).Extensionofprimers。所谓Denaturing乃是将DNA加热变性，将双股的DNA加热后转为单股DNA以做为复制的模板.而Annealing则是令Primers于肯定的温度下附着于模板DNA两端。最终在DNA聚合酶(e.g.Taq-polymerase)的作用下进展引物的延长(Extensionofprimers)及另一股的合成。

2、PCR技术的进展简史

人类对于核酸的争论已经有100多年的历史。20世纪60年月末70年月初，人们致力于研究基因的体外分别技术。但是，由于核酸的含量较少，肯定程度上限制了DNA的体外操作。Khorana于1971年最早提出核酸体外扩增的设想。但是，当时的基因序列分析方法尚未成熟，对热具有较强稳定性的DNA聚合酶还未觉察，寡核苷酸引物的合成仍处在手工、半自动合成阶段，这种想法似乎没有任何实际意义。

1985年，美国科学家KaryMullis在高速大路的启发下，经过两年的努力，制造了PCR技术，并在Science杂志上发表了关于PCR技术的第一篇学术论文。从今，PCR技术得到了生命科学界的普遍认同，KaryMullis也因此而获得1993年的诺贝尔化学奖。

但是