Amplyus热循环仪（miniPCR）工作原理详解

🔍 仪器概览

Amplyus热循环仪（miniPCR）是一款结构紧凑的PCR仪，旨在让PCR实验变得简单易行。它通过USB连接，可使用专用软件进行协议的创建、保存以及监控工作状态。即使仅靠主机本身运行，用户也能通过机身的LED显示快速了解当前的运行模式。

该热循环仪支持8×0.2ml的PCR管（兼容条纹管），采用PID控制方式进行温度控制，其温变速率最高可达升温3.2℃/秒，降温2.2℃/秒。

⚙️ 工作原理

PCR技术的本质是通过变性、退火、延伸三个步骤的循环，对特定的DNA序列进行指数级扩增。Amplyus热循环仪（miniPCR）的核心工作原理就是精确控制这三个步骤的温度转换与持续时间。

1. 温度控制机制

• PID温度控制：仪器采用PID（比例-积分-微分）控制算法，这种控制方式能够实现快速、稳定的温度控制。它通过实时计算设定温度与实际温度之间的误差，并据此调整加热或制冷功率，最大限度地减小温度过冲和波动，确保每个温度步骤的精确性。

• 高效温变系统：仪器集成了高效的加热和制冷元件，能够实现最大3.2℃/秒的升温速率和2.2℃/秒的降温速率。这种快速的温度转换不仅缩短了实验时间，也有助于提高扩增特异性，减少非特异性产物的产生。

2. 工作流程与程序控制

• 变性：通常在94-95°C下进行，使双链DNA解链为单链。

• 退火：温度降至50-65°C（根据引物的Tm值设定），使引物与模板DNA特异性结合。

• 延伸：一般在72°C左右（耐热DNA聚合酶的最适温度），聚合酶沿模板合成新的DNA链。

• 基本PCR循环：

• 程序设置与存储：Amplyus热循环仪（miniPCR）主机可保存1个预设协议。通过USB连接到电脑（支持Windows和Mac系统）或Android设备，用户可以利用专用软件创建新的实验方案，并监控仪器的实时运行状态。软件控制提供了更丰富的实验设计可能性，例如设置多步循环、调节温度转换速率等。

3. 关键性能参数

• 温度范围：可在环境温度至99°C之间运行。

• 温控精度：采用PID控制方式，确保了良好的温度准确性和均匀性。

• 电源要求：支持AC 100-240V，50/60Hz的宽电压输入，功耗约为70W。

📊 应用场景

Amplyus热循环仪（miniPCR）虽然体积小巧，但功能全面，可应用于多种分子生物学实验场景：

• 基因扩增：用于常规DNA片段扩增，如基因克隆、基因分型等。

• 教学演示：其紧凑的设计和直观的操作（可通过主机LED显示了解运行模式）非常适合于实验室教学和学生实践。

• 快速检测：可用于一些简单的PCR快速检测实验。

• 野外研究：考虑到其相对便携的设计（具体便携程度需参考更多产品信息），也可能适用于野外或现场的基础分子生物学研究。

💡 操作指南

1. 实验前准备

• 在冰上配制PCR反应体系，包括DNA模板、引物、dNTPs、缓冲液和耐热DNA聚合酶。

• 将反应液分装至0.2ml PCR管中，确保管壁无液体残留，然后盖紧管盖。

2. 仪器操作

• 接通电源，打开仪器开关。

• 直接在主机的LED显示上查看当前的运行模式，或通过USB连接至电脑（支持Windows和Mac系统）或Android设备。

• 在专用软件上创建或选择所需的PCR程序，设置变性、退火、延伸各阶段的温度和时间以及循环数。

• 将PCR管放入加热模块，启动运行程序。

3. 注意事项

• 避免在仪器运行过程中强行打开热盖。

• 定期清洁加热模块，防止样品污染。

• 注意仪器运行时的环境温度，确保通风良好。

Amplyus热循环仪（miniPCR）通过其紧凑的设计、便捷的软件控制以及可靠的PID温控系统，将PCR技术变得更为简单和易于使用。无论是用于常规基因扩增还是教学演示，它都能提供稳定可靠的性能，是现代分子生物学实验室中一个实用且高效的工具。