马博最新官方和数明小讲堂 | 新（xīn）冠核酸检测（cè）之（zhī）PCR技术（shù）
疫情防控
科学（xué）防疫（yì） 马博最新官方和数明（míng）有（yǒu）“芯”
当前上海正处于抗新型冠状病毒肺炎疫情防控的关键阶段，在这个没（méi）有硝烟的战（zhàn）场上，及时快（kuài）速地（dì）筛查新（xīn）冠感染者并（bìng）及时进行隔离是阻止新冠病毒肆意蔓（màn）延的（de）最有（yǒu）效且（qiě）唯一的手段。核（hé）酸检测是目前筛查新冠（guàn）感染者（zhě）最精准、有效（xiào）、低成本的（de）技术方式。
什（shí）么是PCR？
聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction), 简称PCR, 又（yòu）称多聚酶链式（shì）反应，是一项利用DNA双链复制的原（yuán）理，在生（shēng）物体外复制特（tè）定DNA片段的核酸（suān）合成技术。透（tòu）过这项技术，可在短时间内大量扩（kuò）增（zēng）目的基因，而不（bú）必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物（wù）体。
PCR扩增的三个基本步骤
（1）变性：模板DNA经（jīng）加热至94℃左右并保持一定时间后（hòu），基于DNA半保留复制原（yuán）理（lǐ），还有（yǒu）碱基互补配对原则，即复制的（de）过程中双链DNA会解（jiě）链，由（yóu）双链（liàn）变成单（dān）链，为下轮反应做准备（bèi）；
（2）退（tuì）火：模板DNA经加（jiā）热变性成单链后，温度降至55℃左右（yòu），引物与（yǔ）模板DNA单链的（de）互补序列配对结合；
（3）延伸：温（wēn）度（dù）再升至（zhì）72℃左右，在DNA聚合酶的作用下（xià），把游离的dNTP按照碱基（jī）互补（bǔ）配（pèi）对原则（zé）结合到单链上，形成一（yī）条（tiáo）由旧链（liàn）和新链杂（zá）合成（chéng）的（de）新的双（shuāng）链（liàn）DNA。
PCR扩增原理：变（biàn）形-退火-延伸温度循环
理（lǐ）论（lùn）上，经过上面步骤，目标DNA浓度可增加一倍（bèi）。重复（fù）循环上述过（guò）程，可获得更（gèng）多的（de）“半保留（liú）复制链”，而形成的新链又可成为下次循环的模板（bǎn）。每（měi）完（wán）成一个（gè）循环（huán）需2～4分钟， 仅需2～3小时就能将（jiāng）目标DNA扩增放大（dà）几百万（wàn）倍（bèi）。
全自动（dòng）核酸（suān）提纯及（jí）实（shí）时荧光PCR分析系统
经过（guò）以上（shàng）分析，我们（men）就可以理解为什么核酸检测结果最快（kuài）能（néng）在几个小时内出结果。
实时荧光PCR定（dìng）量（liàng）分析
PCR扩增仪温（wēn）度控制指标（biāo）主要有（yǒu）：温度（dù）的准确性、均匀性、以及（jí）升降温速（sù）度。
1. 温度的准确性：是（shì）指（zhǐ）样品（pǐn）孔温度与（yǔ）设定温度的（de）一致性，它直接关系到实验（yàn）的成败（bài）。因（yīn）而对PCR扩增仪（yí）而（ér）言温度控制就（jiù）意味着产品质量。
2. 温度的均匀性：是指样品孔间的温度差异，它关系到在不同样品孔（kǒng）进行（háng）反应结果的一致性。
3. 升（shēng）降（jiàng）温速度：更快的（de）升降温（wēn）速度，可以有效缩短（duǎn）反应时（shí）间和（hé）可能的非特异性结合、反应的时间，从（cóng）而（ér）提高PCR反应特异（yì）性。
相较于传（chuán）统的相对（duì）稳定耐用的机械式（shì），新的半导体温（wēn）控技（jì）术——TEC温度控制技术（shù）具有升降温（wēn）更快速（sù）的优（yōu）势，已经成（chéng）为PCR扩（kuò）增（zēng）仪的首选温度控（kòng）制技术。
半（bàn）导（dǎo）体制冷器 (Thermo Electric Cooler，简（jiǎn）称 TEC) 是利用半导体材料的帕（pà）尔贴效应制（zhì）成的。如（rú）图下所示，帕尔帖效应是指当直流电流通过两种（zhǒng）半导体材料组（zǔ）成的电偶时，其一端吸热（rè），一（yī）端放热的（de）现象（xiàng）。TEC 包括一些 P 型和 N 型对（组），它们通过电极连在一起，并（bìng）且（qiě）夹在两个陶瓷电极之（zhī）间，当有电流从 TEC 流过时，电流产生的（de）热量会从 TEC 的 一（yī）侧传到另一侧（cè），在（zài） TEC 上产生（shēng）″热″侧和（hé）″冷″侧（cè），这就是（shì） TEC 的加热与致冷原理。
帕尔帖效应（yīng），PN 节以及热流动示意图
PCR扩增仪一般具有两（liǎng）种温控（kòng）模式（shì），即模块温控模式（Block-control）和反应管温控模式（tube-control）。管内样品的温度无法与温控模（mó）块同时达到预（yù）设温度，特别是PCR反应（yīng）中的孵育过程一般（bān）为（wéi）30秒或更短，如果采用只有模块温控模式的话（huà），反应混合物孵（fū）育的时间与程序设（shè）定的时间会有（yǒu）相当大的差（chà）距。为了达到反应管内部（bù）温度（dù）精确控制，需（xū）采用（yòng）反应（yīng）管控（kòng）制（zhì）模模式，通（tōng）过温度控制算法进行参（cān）数标（biāo）定和补偿，确保反应混合物按（àn）照程序设定的（de）时间维持预设温度。
科技战“疫”，马博最新官方和数明在行动
面对近期（qī）香港、深圳、上海等地（dì）奥密克（kè）戎的（de）快速扩散，核酸检（jiǎn）测能力在数（shù）量和速（sù）度方面都（dōu）面临（lín）着极（jí）大的（de）考（kǎo）验（yàn）。马博最新官方和数明半导体积极发（fā）挥了科技技术方（fāng）面的优势，组织技术（shù）专家研究PCR扩增（zēng）技术的优化解（jiě）决（jué）方案，以功率器件门（mén）极驱动（dòng）芯片和TEC控制器为（wéi）着力点，优先保障芯片供（gòng）应和（hé）交（jiāo）付，与客户一起助力抗疫，共（gòng）克（kè）时艰。
数（shù）明半导体自研的20V-600V耐压全系列的低边（biān）、半桥（qiáo）、三（sān）相半桥等功率管门极驱动芯片（SLM2103S、SLM2136等（děng））可用于驱动TEC，协助PCR扩增仪器客户快速、方便地完成系统设计（jì），在当前（qián）半导体（tǐ）供应（yīng）短缺时期，可以满足客户（hù）设计方案的快速变（biàn）更、验证与量产。
600V耐压（yā）半桥功（gōng）率器件驱动芯（xīn）片工作示意（yì）图（tú）
600V耐压三相半桥功率器（qì）件驱动芯片工作示意图
马博最新官方和数明半导体的单芯片TEC控制器（qì）产品——SLM8833/8834/8835 集成了TEC驱动电（diàn）路、低（dī）温飘高精度（dù）温度误差（chà）放大器及环路补（bǔ）偿电路（lù）、温度设定与（yǔ）传感电路，采用高效的（de）单电感架构，实现更紧凑、更高的转（zhuǎn）换（huàn）效率及更低的噪声；其中（zhōng）功率级集（jí）成了超低阻抗的MOSFET，损耗更（gèng）低（dī）寿命更久；同时匹配模拟PID与数字PID两（liǎng）种温控模式，以满足客户PCR扩增仪的小型化创（chuàng）新设计需求。
由SLM8834 构成的 TEC 系统框图
模（mó）拟（nǐ）PID温控器模式
数字（zì）PID温控模式
