BioTechniques：简便又廉价的新型PCR平台

自然对流是没有外界驱动力但流体依然存在运动的情况，引起这种对流的内在力量是温度差或者（组分的）浓度差。自然对流也能应用于DNA扩增。当样品中的试剂受自然对流驱动，重复通过三个不同的温度区带时，样品就有可能开展PCR循环的三个步骤：变性、退火和延伸。使用这种平台，就不再需要精密且昂贵的热循环仪。然而，目前的对流PCR系统使用两个以上独立的温度控制器以及复杂的管型设计。而且，某些操作还需要一定的熟练程度，比如试剂上样到细细的管中，还不能有气泡。

陈教授他们开发出一种新型的毛细管对流PCR平台（CCPCR），其中毛细管固定在一个温度为95°C的加热器上。不断加热的毛细管底座驱动样品的最低部分上升，同时让模板变性。当此部分样品上升时，它的温度降低，因为周围空气的冷却。当样品到达管顶部的低温区带时，它经历退火和延伸。如此这般，通过自然对流实现PCR循环。

图片来自BioTechniques

毕竟这是一个完全不同于传统PCR仪的平台，引物和扩增子的设计也有所不同。研究人员认为，除了Tm（引物的熔解温度）外，Td（扩增子的变性温度）也很重要。对于CCPCR，设计规则应为Tm高，Td低。研究小组成功在30分钟内从三个病毒基因组中扩增出DNA序列，扩增子长度≤500 bp，每个反应的灵敏度为30个拷贝。

研究人员们也曾担心过室温对CCPCR的影响，因为该平台使用室温作为冷却机制。在他们的试验中，CCPCR在4°C的冰箱及33°C的孵育器中都能成功开展，不过当室温超过38°C时，PCR反应还是失败了。因此，CCPCR只适合一般的室温操作，非常热的地方则不使用。

对流PCR有望应用在疾病爆发和传播的监控上。为了让费用更低，且操作尽可能简单，陈教授和他的团队正在研究其他的加热装置，比如平板，方便的动力源以及简单的读取方法。