PCR原理分類應用及國內外主要品牌匯總

PCR概念

PCR，中文名是聚合酶鏈反應(基因擴增)

基本原理 

類似于DNA的天然復制過程，其特異性依賴于與靶序列兩端互補的寡核苷酸引物。PCR是模擬體內DNA復制過程，在體外特異性擴增DNA片段的一種技術。

PCR的應用領域：

1、遺傳病和某些疑難病的診斷

2、病原體的檢測。某些惡性疾病一般用微生物學、生化和免疫 學技術無法查出病原體時，可用PCR來檢查。

3、法醫和刑偵鑒定。

4、癌基因的檢查。

5、基因探針的制備。

6、基因組測序、染色體巡視。

7、cDNA庫的構建。

8、基因突變的分析和定位誘變。

9、DNA重組。

10、基因的分享和克隆。

標準的PCR過程分為三步：

DNA變性

（90℃-96℃）：雙鏈DNA模板在熱作用下，氫鍵斷裂，形成單鏈DNA

退火

（60℃-65℃）：系統溫度降低，引物與DNA模板結合，形成局部雙鏈。

延伸

（70℃-75℃）：在Taq酶（在72℃左右，活性最佳）的作用下，以dNTP為原料，從引物的3′端開始以從5′→3′端的方向延伸，合成與模板互補的DNA鏈。

PCR儀的分類

根據DNA擴增的目的和檢測的標準可以將PCR儀分為普通PCR儀，梯度PCR儀，原位PCR，實時熒光定量PCR儀等幾類。

普通PCR儀

一般把一次PCR擴增只能運行一個特定退火溫度的PCR儀，稱之為普通PCR儀。如果要用它做不同的退火溫度則需要多次運行。主要是用作簡單的，對目的基因退火溫度的擴增。

梯度PCR儀

一次性PCR擴增可以設置一系列不同的退火溫度條件（通常12種溫度梯度）的稱之為梯度PCR儀。因為被擴增的不同的DNA片段其最適合的退火溫度不同，通過設置一系列的梯度退火溫度進行擴增，從而一次性PCR擴增就可以篩選出表達量高的最適合退火溫度進行有效的擴增。主要用于研究未知DNA退火溫度的擴增，這樣既節約時間，也節約經費。在不設置梯度的情況下亦可當做普通的PCR用。

原位PCR儀

是用于從細胞內靶DNA的定位分析的細胞內基因擴增儀。如病原基因在細胞的位置或目的基因在細胞內的作用位置等。可保持細胞或組織的完整性，使PCR反應體系滲透到組織和細胞中，在細胞的靶DNA所在的位置進行基因擴增。不但可以檢測到靶DNA，還能標出靶序列在細胞內的位置。于分子和細胞水平上研究疾病的發病機理和臨床過程及病理的轉變有著重大的實用價值。

實時熒光定量PCR儀

在普通PCR儀基礎上增加一個熒光信號采集系統和計算機分析處理系統，就成了熒光定量PCR。其PCR擴增原理和普通PCR擴增原理相同，只是在PCR擴增時加入的引物是利用同位素、熒光素等進行標記，使用引物和熒光探針同時與模板特異性結合擴增。擴增的結果通過熒光信號采集系統實時采集信號連接輸送到計算機分析處理系統，得出量化的實時結果輸出。

熒光定量PCR儀有單通道，雙通道和多通道之分。當只用一種熒光探針標記的時候，選用單通道；有多種熒光標記的時候使用多通道。單通道也可以檢測多熒光的標記和目的基因表達產物，因為一次只能檢測一種目的基因的擴增量，需多次擴增才能檢測完不同的目的基因片段的量。

數字PCR

數字PCR即Digital PCR（dPCR)，它是一種核酸分子絕對定量技術。相較于qPCR（實時熒光定量PCR），數字PCR能夠直接數出DNA分子的個數，是對起始樣品的絕對定量。

PCR的各個品牌

國產品牌：

上海領成、西安天隆、杭州郎基、珠海黑馬、杭州博日、上海宏石、廈門安普利、杭州晶格、北京亞力恩、北京東勝、上海楓嶺。

目前國內市場主要被：上海領成，西安天隆，杭州郞基，珠海黑馬，杭州博日五大品牌所占有。

普通PCR儀價格在18000-20000元左右，梯度PCR儀價格在26000-28000元左右，實時熒光定量PCR儀價格在130000-150000元左右。

國內目前也有幾家公司推出了數字PCR，比如：永諾生物，領航基因，小海龜科技，銳訊生物，新羿，諾禾致源。

進口品牌：

美國ABI（現已被賽默飛收購）、美國Labnet萊伯特、美國Bio-rad伯樂、英國Genetech、英國Techne、德國Eppendorf艾本德、新加坡Esco藝思高、日本TaKaRa、日本ASTEC、澳大利亞Corbett柯柏特、德國Jena耶拿、德國biometra、德國BOECO、英國CLEAVER科麗沃、瑞士ROCHE羅氏、英國Quanta、德國PEQLAB、荷蘭Creacon、美國Cepheid、美國Thermo熱電。

目前進口品牌中美國ABI，美國labnet，美國Bio-rad，日本TaKaRa，英國Techne，德國Eppendorf六大品牌占有率比較高。

根據近年來銷量分析，其中美國ABI除了9700型普通PCR基因擴增儀和2720型基因擴增儀外，新推出的高精確性的Veriti梯度PCR儀，也是所有進口品牌梯度PCR儀中最受客戶認可的一款，是近兩年來銷量較高一款PCR儀；其次是美國Bio-rad；

日本TaKaRa和美國Labnet梯度PCR儀，價格相對進口品牌中比較便宜，質量和性能也比較穩定，從而深廣大客戶的認可，他們的銷售成交價在45000-50000左右，而其它同性能價格的儀器價格在，60000-80000元，所以近年來市場的占有率呈上升的趨勢；

德國Eppendorf和美國Bio-rad是以直銷的模式銷售，因其壟斷直銷方式，外面的經銷商或者當地的經銷商無法進去競爭，所以相同性能的產品價格相對其他品牌要高很多，成交價格一般在7-9萬元左右，市場占有率相對有所下降；

英國Techne在國內生產，價格相對進口品牌中要低很多，銷量有所上升，市場占有率也上升，價格在35000-40000元左右。

實時熒光定量PCR方面，重要的品牌包括：賽默飛（已收購ABI、Life Technologies），羅氏，伯樂，德國耶拿，安捷倫，QIAGEN，羅氏，魯美科思等，價格在250000-800000元左右。

數字PCR技術不斷發展，Bio-Rad、LIFE Technologies及RainDance等廠家相繼推出技術較為成熟的數字PCR產品，伯樂后來收購了RainDance；還有法國STILLA，德國QIAGEN，美國富魯達Fluidigm等。數字PCR的價格一般要高于100萬。

分子診斷對PCR市場的作用

   近年來，盡管受到歐美經濟低迷和貨幣緊縮政策影響，來自生物、醫療、科研等行業的需求有所回落。但分子診斷行業和以轉基因技術為核心的生物育種行業迎來了大發展，據統計，分子診斷是全球體外診斷市場中發展較為迅速的一部分，2014年全球分子診斷市場的總需求達到了70億美元，其占體外診斷的比例已經從1995年的2%增長到了14%，市場增長率將達11%，占各類細分市場之首。我國的分子診斷市場發展更為迅猛。年均增長速度是全球的2倍。而在我國發改委編制的《國家戰略性新興產業發展“十二五”規劃》中,生物育種產業被列為七大國家戰略性新興產業之一。轉基因技術更是關系到國家核心競爭力的和國家長遠發展的戰略性新興產業。　　

　　熒光定量PCR儀是分子診斷，生物育種領域不可缺少的研究工具，在未來的一兩年內，熒光定量PCR儀市場在全球將有6%左右的增長，市場規模將在2016年節節攀升至29.5億美元。在我國，熒光定量PCR儀市場的增量預計可達到10%左右。如遇流行病等突發事件，采購需求可進一步增大。例如，針對2014年西非埃博拉病毒疫情，國家衛生和計劃生育委員會辦公廳印發了《埃博拉出血熱相關病例診斷和處置路徑》的通知，該通知要求，使用qPCR進行留觀或疑似病例的血液樣本檢測。由此激發了一輪熒光定量PCR儀的采購需求。　　

　　值得注意的是，未來隨著分子診斷業的發展，熒光定量PCR儀無疑將更加重視滿足臨床診斷實驗室的特定需求，并且用戶將會更加關注于產品是否取得體外診斷(IVD)醫療器械認證。

　　同熒光定量PCR儀一樣，2014年，普通PCR儀市場同樣存在利好政策。3月28日，國家藥典委員會發布關于《中國藥典》2015年版通則(草案)公開征求意見的通知。2015版《中國藥典》通則目錄及增修訂征求意見稿增訂了多種儀器和方法，如中藥材DNA條形碼分子鑒定法、核酸分子鑒定法等，規定PCR儀作為檢定儀器。　　

　　食品安全方面，91項食品檢測標準于8月1日起實施，包括作物轉基因成分檢測，水產品病毒檢測，水果品種鑒定等標準，規定了PCR作為檢測設備。2014年，以上一些政策和相關標準的實施對于PCR儀的需求均起到一定的拉動作用。　　

　　中國熒光定量PCR儀市場中，長期呈現Life Technologies，Bio-Rad，Roche三足鼎立局面。三大品牌年銷量之和約為市場總年銷量的六成左右。而國產熒光PCR儀經過長期積累，也基本達到或接近國際主流水平，但要被市場廣泛認可仍需較長的時間，針對這種市場情況，杭州博日等國產熒光定量PCR儀廠商目前主要把目光著眼于出口。　　

　　普通PCR儀主流市場主要被Bio-rad，Eppendrof,Life technologies和analytik-jena等品牌占據。近兩年，杭州博日，杭州朗基等國產廠商銷量增長較快，目前普通PCR儀國產品牌占有率基本能夠與進口品牌占有率持平。