PCR的技術是在數億個DNA成份中，測定出是否存在著一段基因，這是在1985年發表的一個技術，目前已廣泛的應用在基礎科學，醫療診斷，遺傳，法醫等等的領域，在醫療診斷的應用以及基本的原理，下面會進一步探討。

PCR的基本原理

模仿基因複製的原理，先將雙股的DNA加溫到95℃，使其分開成為單股，這個步驟稱為"denaturation"，然後反應溶液中的小核苴酸單股片段稱為primer引子在40~60℃與單股DNA結合稱為"annealing"，再由DAN polymerase酵素來合成DNA的一段稱為"extension"。重覆這種denaturation，annealing，extension的反應30次的循環，可以在很短的時間，將一段DAN放大成數億倍。

PCR的優點：快速，敏感度高，特異性好。

臨床應用

1. 感染性的疾病：某些病毒，細菌，寄生蟲，黴菌可以用PCR診斷，從臨床檢體，血液，尿液，脊髓液，體液都可以快速的偵測到病原體的存在。
2. 癌症：PCR可以應用到癌症的診斷和治療效果的偵測，例如白血病病人骨髓移植後可以使用PCR測定到微量殘留或復發的白血病細胞。
3. 組織移植：在組織移植前，使用PCR可以簡化HLA組織型的鑑定。
4. 遺傳疾病：因為PCR測定特異性的DNA序列，因此遺傳疾病來自基因的變異可以測定出來，目前已使用在cystic fibrosis,muscular dystrophy,sickle cell anemia。
   

偽陽性的避免

一般為了避免污染，建議至少配製試藥的工作區要與分析的工作區分開，因為分析產物附近，有可能污染到試藥或新進來的檢體，而微量的污染，經由PCR放大，就有可能造成偽陽性的結果。也可以再加上dUTP來取代dTTP，這樣放大的產物即使不慎有污染到別的試劑，可以在PCR前以UNG,Uracil-N-glycosylase處理掉這些造成偽陽性的模板，但這一酵素作用的DNA至少要150 bps以上，最好設計在超過250 bps的DNA片斷的放大產物，才利於UNG作用。

RT-PCR

某些RNA病毒，可以使用Reverse transcriptase，RT 和polymerase的工作在同一緩衝液中進行或分次進行稱為RT-PCR，例如HIV，HCV的診斷。有的公司如Roche，Amplicor的試藥，就使用單一酵素rTth DNA polymerase具有反轉錄及放大的能力。

bDNA，branch DAN

經由PCR的放大，常常會在高濃度的DNA模板存在時，製造到後來數量已無法再上昇，而達到一個平台區，因此Chiron Quantiplex設計定量的原理，不經過PCR高倍的放大，而以有分支的DAN與模板雜交(hybridization)，此一分支DAN探針上面有冷光呈色系統放大信號，以信號高低來定量原始檢體中DAN的量，這一種定量方法的缺點是敏感度比較差，目前感度大約在10⁵copy/mL可測得到。

Limited Dilution

如果為提高敏感度，PCR還是省不了，此時可以將檢體以5倍或10倍作一系列稀釋，由稀釋幾次可以推測檢體濃度的高低。這一種方法比較簡單，但誤差也比較大。其優點是無論病毒DAN濃度多高都可以稀釋定量。

Competitive RT-PCR

為了更精確的定量，可以使用"定量內標準RNA"，這是一段合成的RNA，和RNA病毒RT-PCR放大的區域相同大小，也使用相同的引子，但重組過的RNA序列。同時PCR放大後，以兩種探針分別測定，由內在標準的定量換算檢體中模板的數目。此方法對高濃度病毒可能會測定不足,是PCR反應高原平台的結果，其感度可達10³copy/mL。

Asymmetric PCR

PCR使用兩端不等量的引子，例如只放入一個引子則放大倍數為n+1倍，然後再來測定數量比較多的那一股放大產物。如果兩邊端不等量的引子約相差5~10倍的濃度，則PCR放大後，會有一股單股量比較多，爾後使用的偵測PCR產物的方法可以針對此一較大量的單股DNA設計，減低另一股模板的競爭，這一種方法的敏感度也可達10³copy RNA/mL (以HCV RNA為例)。

測定PCR產物的方法

傳統的方法可以用agarose電泳方式，EtBr使DNA在螢光下顯示。也可以使用特製的引子例如結合上冷光產生系統或Biotin-結合再加以avidin-酵素呈色方法。或者模仿Nested-PCR，在第一次PCR後的產物，放入兩股長短不一各具螢光分子之DNA，第二個循環延長合成DNA時推開兩股而中斷掉螢光分子的能量轉移作即時的測定，多次測定可以拉大定量範圍，避免PCR反應高原平台效應。