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PCR基因扩增仪的设计均按照DNA变性、复性和延伸三个环节以及温度均恒、传导快和升降温迅速等原则，结合传感技术、微电子技术和电子计算机等技术发展而成的自动化和智能化的仪器设备，下面仅从保温和变温的角度介绍几类PCR仪的原理。

1. 水浴式PCR基因扩增仪　水浴式PCR基因扩增仪一般由三个不同温度的水浴槽和机械臂组成，样品管分别浸于三个水浴槽中，完成变性、复性和延伸三个过程，反应管在每个槽中停留的时间和槽间移动通过微电脑及其控制的机械臂完成。该仪温度可调、恒温精度高、温度均匀，价格低廉，适用于基层实验室使用，但机械臂易出故障，水浴槽中水份易蒸发（覆盖矿物油可防止蒸发），体积较大。此外还有一类水浴式PCR仪，只有一个固定样品槽，通过微机控制将不同温度的水泵入或排出达到温度控制完成DNA扩增的目的，此类型的PCR仪应用较少。

2. 气流式PCR基因扩增仪　气流式PCR仪主要由对流恒温箱（机壳）、热气源、冷气源、控制器等组成，将样品管置于对流恒温箱中，由控制器控制热空气枪、热辐射源和大功力风扇，以提供冷热空气，变换反应管的温度。该仪的成本低，整个系统没有液体流动，安全度高。

3. 金属模块式PCR基因扩增仪　此类扩增仪的核心为铝或不锈钢加热块，上面分布数量不等的样品管孔，采用电阻加热、压缩机制冷、半导体调制温度或电子调制温度。该机体积小，升降温速度快，样品基座温度准确、均一度高，自动化程度高，扩增程序容量较大，检测样品数目多，可用于普通0.5ml管、薄壁管DNA扩增和原位DNA扩增。操作简单、方便，检测结果稳定可靠性高，但价格比较昂贵，适宜于大型综合性科研机构或诊断、检疫单位使用。是目前国内外生产和使用较为普遍的PCR基因扩增仪。