PCR技術從Kary B.Mullis 最初建立到現在共約20多年時間，因為該技術具有高特異性、高敏感性和簡便快捷等特點而得到了廣泛應用，許多新型的PCR技術或由PCR衍生的新技術正不斷出現，使PCR技術由最初的單一技術體係逐步發展成為一係列的技術綜合。PCR技術在體外快速特異地複製目的DNA序列，理論上能將極其微量的（pg DNA）目的基因在較短的時間內（通常1～3h）擴增到納克、微克甚至毫克級水平，使產物極易被檢測。因此，PCR技術目前已經成為人們獲取目標基因最常用的方法之一，Mullis 因其傑出的貢獻，於1993年獲得了諾貝爾化學獎。
聚合酶鏈反應（polymerase chain reaction，PCR）是體外酶促擴增DNA或RNA序列的一種方法，它是一種不需要借助分子克隆而可以在體外快速繁殖、擴增DNA的技術，它與分子克隆（molecular cloning）、DNA測序（DNAsequencing）一起構成了分子生物學的三大主流技術。在這三項技術中，PCR技術自1983年由美國Cetus 公司Kary B.Mullis提出並於兩年後建立以來，得到了快速的發展，成為最常用的分子生物學技術之一。這項技術使人們能夠在數小時內通過試管中的酶促反應將特定的DNA片斷擴增數百萬倍，給生命科學領域的研究手段帶來了革命性的變化。由於PCR技術的實用性和極強的生命力，PCR技術成為生物科學研究的一種重要方法，極大地推動了分子生物學以及生物技術產業的發展。目前，一係列的PCR方法被設計開發出來，並廣泛應用於基因擴增與分離、醫療診斷、基因突變與檢測、分子進化研究、環境檢測、法醫鑒定等諸多領域。
5.1PCR技術的原理
聚合酶鏈反應（PCR）是利用DNA片段旁側兩個短的單鏈引物，在體外快速擴增特異DNA片段的技術。它應用熱穩定的聚合酶，通過雙鏈DNA模板的熱變性、引物退火和引物延伸的重複循環，DNA片段以指數方式增加了百萬倍。從非常微量的DNA甚至單個細胞所含有的DNA開始，可產生μg 量的PCR產物。
在PCR反應中，欲擴增的目的DNA片段由兩條單鏈組成。首先合成出與兩條鏈兩端互補的寡聚核苷酸引物（約含20個核苷酸），然後將起始反應液中的模板DNA加熱而變性解鏈。在降低溫度複性時，引物分別與A，B 鏈兩端的互補序列配對結合。最後，在DNA聚合酶的催化下，以目的DNA片段為模板進行聚合反應。第一輪反應結束後，目的DNA增加了一倍。新合成的DNA片段本身又能作為下一輪反應的模板。如此反複進行，DNA片段的數目可以呈2的指數增加。由於在PCR操作過程中，需要反複加熱解鏈，一般的DNA聚合酶容易變性失活，後來從耐熱菌中純化得到一種TaqDNA聚合酶，能在較高的溫度下（70～75℃）進行催化聚合，這樣就不需要在每次循環時加入新酶，而且可以獲得質量更好的DNA片段，從而使PCR技術達到更成熟的階段。
5.1.1聚合酶鏈反應操作過程
Mullis 最初建立的PCR方法使用三種溫度的水浴進行實驗，並以大腸杆菌DNA聚合酶Ⅰ的Klenow 片段催化複性引物的延伸。由於該酶不耐熱，在DNA模板進行熱變性時，會導致此酶鈍化，所以每一輪反應都需添加新的酶，使得操作繁複且產量不高，而且對實驗操作要求較高。1988年Saiki 等將從溫泉中分離的一株嗜熱杆菌（T hermus aquaticus）中提取到的耐熱DNA聚合酶（TaqDNApolymerase）引入了PCR技術。由於該Taq 酶能夠耐高溫，在DNA熱變性時不會被鈍化，所以整個反應隻需添加一次酶即可，此酶的發現為如今通過PCR儀實現DNA的自動化擴增奠定了堅實的基礎。
PCR擴增靶DNA序列擴增操作過程一般包括3個步驟，即變性、退火、延伸。
（1）變性（denaturation）是將反應體係混合物加熱至94℃並維持一定時間，使DNA雙螺旋的氫鍵斷裂，形成單鏈分子作為反應的模板。
（2）退火（annealing）是將反應體係溫度降低至特定的溫度（寡核苷酸引物的變性溫度Tm 值左右或以下），使引物能與模板的互補區域結合，形成模板引物複合物。由於模板鏈分子較引物複雜得多，加之引物量大大超過模板DNA的數量，所以DNA模板單鏈之間互補結合的機會很少。另外，兩個引物在模板上結合的位置決定了擴增片段的長短。