PCR儀（聚合酶鏈式反應儀，Polymerase Chain Reaction Machine）的工作原理基于DNA復制的自然過程，通過模擬DNA復制的關鍵步驟，在體外快速擴增特定的DNA片段。以下是PCR儀工作原理的詳細解釋：

一、基本步驟原理

1、變性：

將反應體系加熱到 90℃-95℃左右，此時雙鏈 DNA 分子的氫鍵斷裂，兩條互補鏈解開成為單鏈 DNA，便于后續(xù)以單鏈為模板進行新鏈合成。例如，常見的基因組 DNA 經(jīng)過這一高溫處理后，原本的雙鏈結構會被打開，形成單鏈狀態(tài)。

2、退火：

溫度降低至 50℃-65℃左右，根據(jù)引物（人工合成的短鏈 DNA 片段，能與目標 DNA 序列兩端特異性結合）的堿基組成和長度等因素確定具體溫度。在這個溫度下，引物可以按照堿基互補配對原則，結合到單鏈 DNA 模板上與之互補的特定區(qū)域，為后續(xù) DNA 新鏈的合成確定起始位置。

3、延伸：

溫度升高到 70℃-75℃左右，這個溫度是 DNA 聚合酶的最適作用溫度，在 DNA 聚合酶（常用的如 Taq DNA 聚合酶等，它具有熱穩(wěn)定性，能耐受高溫變性步驟的反復加熱）的催化作用下，以單鏈 DNA 為模板，以 dNTP（脫氧核苷三磷酸，是合成 DNA 的原料）為底物，按照堿基互補配對原則，從引物的 3’端開始逐個添加脫氧核苷酸，合成與模板鏈互補的新 DNA 鏈。

二、循環(huán)擴增

經(jīng)過變性、退火、延伸這一循環(huán)后，DNA 的量實現(xiàn)了一定程度的增加，一條雙鏈 DNA 經(jīng)過一輪循環(huán)后變成了兩條雙鏈 DNA。然后不斷重復上述三個步驟，每循環(huán)一次，DNA 的數(shù)量就會以指數(shù)形式增長，經(jīng)過幾十次循環(huán)后，就可以獲得大量的目標 DNA 片段，便于后續(xù)進行檢測、分析等操作。、

總之，PCR 儀通過精確控制溫度變化，按照設定好的程序讓反應體系反復經(jīng)歷變性、退火、延伸的循環(huán)過程，實現(xiàn)對特定 DNA 片段的體外大量擴增。