近日，中國(guó)科學(xué)院上海應(yīng)用物理研究所與清華大學(xué)合作，發(fā)展了一種新型的離子介導(dǎo)聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Ion-Mediated Polymerase Chain Reaction, IM-PCR），通過精確調(diào)控溶液pH值（即質(zhì)子和氫氧根離子），可以在室溫下完成PCR擴(kuò)增，相關(guān)結(jié)果發(fā)表于《德國(guó)應(yīng)用化學(xué)》（Angew. Chem. Int. Ed.）雜志，并申請(qǐng)了美國(guó)和國(guó)際專利。

　　PCR是體外通過酶反應(yīng)合成、高靈敏擴(kuò)增目標(biāo)基因片段的一種方法，是最常用的分子生物學(xué)技術(shù)之一。常規(guī)PCR是通過控制溶液溫度來實(shí)現(xiàn)DNA分子的可逆變復(fù)性，從而達(dá)到復(fù)制擴(kuò)增的目的。而這種升降溫過程通常需要復(fù)雜的控溫裝置并消耗大量能源。從理論上來說，DNA變復(fù)性還可以通過酸堿變性來實(shí)現(xiàn)，然而如何在不改變?nèi)芤后w積的情況下精確控制溶液pH值則是一個(gè)難題。上海應(yīng)物所物理生物學(xué)研究室樊春海課題組與清華大學(xué)化學(xué)系劉冬生課題組合作，建立了一種基于微流控的電化學(xué)芯片，可以通過電壓驅(qū)動(dòng)快速、精確調(diào)控溶液pH值，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)DNA分子機(jī)器的電驅(qū)動(dòng)控制（Nano Lett. 2010,10,1393）。基于這一研究基礎(chǔ)，上海應(yīng)物所博士張一和副研究員李茜發(fā)現(xiàn)微流控電化學(xué)可以有效控制PCR反應(yīng)體系的pH值，實(shí)現(xiàn)了室溫下的酸堿驅(qū)動(dòng)的IM-PCR擴(kuò)增。與傳統(tǒng)PCR技術(shù)相比，這一新型的集成化IM-PCR技術(shù)無需變溫過程，所有反應(yīng)步驟均在室溫下進(jìn)行。這一小型化、低成本、易于集成的PCR新技術(shù)有望在生物檢測(cè)、臨床診斷及環(huán)境監(jiān)測(cè)中發(fā)揮作用。

上海應(yīng)物所發(fā)展出基于酸堿調(diào)控的室溫PCR新方法