多重PCR (Multiplex polymerase chain reaction,MPCR) 是指通過一次 PCR 反應同時對多個靶標進行擴增,結合一定的檢測手段對擴增產物進行檢測,從而實現對多個靶目標進行診斷的技術。MPCR 具有高效率、高通量、低成本的特性而被深入研究。
目前 MPCR 技術已被廣泛應用于科學研究和疾病診斷等領域,文中從 MPCR 擴增與檢測兩方面概述了 MPCR 技術發展及其應用,討論了 MPCR 技術的優點及存在的問題,并且提出將反應體系分隔成小液滴或結合管式對流 PCR (Capillary convective PCR,CCPCR) 技術的方式有望提高固相載體表面的擴增效率,從而開發出擴增效率高、一致性好、體系穩定、檢測重數高的多重 PCR 技術。
一、多重PCR技術原理
多重PCR技術是在一個PCR反應體系中加入多個引物對,同時擴增同一DNA或不同DNA的多個靶序列。這些靶序列的長度不同,使得擴增產物在電泳分析時能夠被有效區分。多重PCR技術由Chamberlain等于1988年建立,其原理與常規PCR相同,但需要優化反應體系和反應條件,使其適合各個引物對及其靶序列。
二、多重熒光定量 PCR 技術
多重熒光定量 PCR (Multiple fluorescencequantitative PCR)技術是在熒光定量 PCR 技術的基礎上,利用幾種不同熒光基團的組合,結合儀器對不同通道熒光的檢測能力實現對多個靶標的實時定量檢測。
TaqMan水解探針 (Hydrolysisprobes) 是多重熒光 PCR 體系中常用也是最多一種探針,探針一端標記發光基團,另一端標記淬滅基團,通過在不同序列末端標記不同熒光基團及相應的淬滅基團,即可形成不同的 TaqMan 水解探針,將上述探針及相應的擴增引物加至同一反應體系,即可實現對多個靶標的共同檢測。
三、基于熒光染料的多重 PCR 技術
非特異性的熒光染料嵌入到 DNA 雙鏈小溝中后,在特定的激發光激發后將會產生一定波長的熒光。
以此為基礎發展了熔解曲線 (Meltingcurve) 分析法,利用不同 DNA 序列具有不同 Tm 值的特征,在 PCR 反應結束后,通過程序升溫使雙鏈逐漸解鏈成單鏈,當達到雙鏈特異的 Tm 值所對應的溫度時,熒光強度大幅度降低,利用這樣的原理可以對 PCR 中不同長度的雙鏈產物或相同長度不同 GC 含量的雙鏈進行分析。

利用多重實時PCR 熔解曲線分析的方法,進行病毒鑒別。
針對不同的型別設計了特異性的引物對,從而對模板進行擴增生成不同的擴增子,擴增子之間T m 值各有差異,最后通過熔解曲線峰的位置進行鑒別。
在熔解曲線分析技術的基礎上發展而來的高分辨率熔解曲線技術是一種利用飽和染料,借助高分辨率的儀器,實現對單個核苷酸熔解溫度不同從而形成不同形態熔解曲線,進而對基因進行分析的新技術,它具有極高的靈敏度,能夠檢測出單個堿基之間的差別,目前主要應用于單核苷酸多態性分析、甲基化分析、基因突變、基因分型等領域檢測 。

四、多重PCR技術的應用
多重PCR技術在基因研究、臨床診斷、法醫學等多個領域具有重要應用價值,以下列舉了一些典型應用實例:
01模板定量
多重PCR技術可以在同一反應體系中同時擴增多個靶序列,從而實現對模板DNA的定量分析。
02基因多態性分析
多重PCR技術可用于分析微衛星DNA和單核苷酸多態性(SNP),為研究個體間的遺傳差異提供有效手段。
03連鎖分析
多重PCR技術可以在同一反應體系中擴增多個基因片段,從而實現對這些基因的連鎖分析。
04基因突變分析
多重PCR技術可用于分析基因突變,如Duchenne型肌營養不良等疾病。
05病原體鑒定與分型
多重PCR技術可在同一反應體系中擴增多個病原體的特異性基因,從而實現病原體的快速鑒定與分型。
06法醫學鑒定
多重PCR技術在法醫學領域具有廣泛應用,如親子鑒定、犯罪現場分析等。
07食品分析
多重PCR技術可用于檢測食品中的病原體、違禁添加劑等。