米兰官方站网页版和数明小讲堂 | 新冠核（hé）酸检测之PCR技术（shù）
疫情防（fáng）控（kòng）
科学（xué）防疫 米兰官方站网页版和数明（míng）有（yǒu）“芯”
当前上海正（zhèng）处于抗（kàng）新型冠状病（bìng）毒肺炎疫情防控（kòng）的关（guān）键阶段，在这个没（méi）有硝烟的战场（chǎng）上，及时（shí）快速（sù）地筛查（chá）新冠感染者并及时进行（háng）隔（gé）离是阻止新（xīn）冠病毒肆意蔓延的最有效且唯一的手段。核酸检测是目前筛查新冠感染者最精准（zhǔn）、有效、低成（chéng）本的（de）技（jì）术方（fāng）式。
什（shí）么（me）是PCR？
聚合酶链（liàn）式反应(Polymerase Chain Reaction), 简称PCR, 又称多聚（jù）酶链式（shì）反应，是一（yī）项（xiàng）利用DNA双链复（fù）制的原理，在生物体外复制特（tè）定DNA片段的核（hé）酸（suān）合成技（jì）术。透过这项技术，可在短时间内大量扩增目的基因，而不必依（yī）赖大肠杆菌或酵母菌（jun1）等生物体。
PCR扩增的（de）三个基本步骤
（1）变性（xìng）：模板（bǎn）DNA经加热至94℃左（zuǒ）右并保持一定时间后（hòu），基于（yú）DNA半保留复制原理（lǐ），还有碱基互补配对（duì）原则，即（jí）复（fù）制的过程中双链DNA会（huì）解（jiě）链（liàn），由双（shuāng）链变成单链，为（wéi）下轮反应做准备；
（2）退火：模板DNA经加热变性成单链后（hòu），温度降至55℃左（zuǒ）右，引（yǐn）物与模板（bǎn）DNA单链的互补序列配（pèi）对结合；
（3）延伸：温（wēn）度再升至72℃左右，在DNA聚合酶（méi）的（de）作用下，把游离的dNTP按照碱基互补（bǔ）配对原则（zé）结合到单链上，形成一条由旧链和新链（liàn）杂合成的新的双（shuāng）链DNA。
PCR扩增原理：变形-退（tuì）火-延伸温（wēn）度循环
理论上，经过上面步（bù）骤，目（mù）标DNA浓度（dù）可增加一倍（bèi）。重复循环（huán）上（shàng）述过程，可获得更多的“半保留（liú）复制链”，而形（xíng）成的新链又可成（chéng）为（wéi）下次循环的模板。每完（wán）成（chéng）一个（gè）循环需（xū）2～4分钟， 仅需2～3小时就能将目标DNA扩（kuò）增放大几百万倍。
全自（zì）动（dòng）核酸提纯及实时荧光PCR分析系统
经（jīng）过以上分析，我（wǒ）们就可以（yǐ）理（lǐ）解为（wéi）什么核酸检测结果最（zuì）快能在几个小时内出结果。
实（shí）时荧光（guāng）PCR定量分析
PCR扩增（zēng）仪温度控（kòng）制指标主要（yào）有：温（wēn）度的准确性、均匀性、以及升降温速度。
1. 温度的准（zhǔn）确性：是指样品孔温度与设（shè）定（dìng）温度的一致性，它直接关系到实验（yàn）的成败。因而（ér）对PCR扩增仪而（ér）言温度控制就意（yì）味着产品质量。
2. 温度的均（jun1）匀性（xìng）：是指样品孔（kǒng）间（jiān）的温度差异（yì），它关（guān）系到（dào）在不同样品孔（kǒng）进行（háng）反应结果的一致性。
3. 升降温速（sù）度（dù）：更快的升降温速度（dù），可以有效缩短反应时间和可能（néng）的非特异性（xìng）结合、反应的时间，从而（ér）提高PCR反应特异性。
相（xiàng）较于传统的（de）相（xiàng）对稳定耐用（yòng）的（de）机械式，新的半导体（tǐ）温（wēn）控技术——TEC温（wēn）度控制技（jì）术（shù）具有（yǒu）升降（jiàng）温更快速的优（yōu）势，已经成为PCR扩（kuò）增仪的首（shǒu）选温度控制技（jì）术。
半导体制冷器 (Thermo Electric Cooler，简称 TEC) 是（shì）利（lì）用半导（dǎo）体材料的帕尔贴效应（yīng）制成的。如图下所示，帕尔（ěr）帖效应是指当直流电流（liú）通（tōng）过两种半导体材料组成的电偶时，其（qí）一端（duān）吸热，一端（duān）放（fàng）热（rè）的现象（xiàng）。TEC 包括一（yī）些（xiē） P 型和 N 型对（duì）（组），它们通过（guò）电极连在一起，并且（qiě）夹（jiá）在两个陶瓷电极之间，当有电流从（cóng） TEC 流过时，电流产生的热量会从 TEC 的 一侧传到另一侧（cè），在 TEC 上产生″热（rè）″侧和″冷″侧，这就是 TEC 的加热与（yǔ）致冷原理。
帕尔帖效应，PN 节以及热（rè）流动示意图
PCR扩增（zēng）仪一（yī）般具有两种温控（kòng）模式，即模块温控（kòng）模式（Block-control）和反应管温控（kòng）模（mó）式（shì）（tube-control）。管内样品的（de）温度无法与温控（kòng）模块（kuài）同时达到预设温度，特别是PCR反应中的（de）孵育过程一般为（wéi）30秒或更短，如果采用只有模块温控模式的话，反应混合物孵育的时间与程序设定（dìng）的时间会有相当大的差距（jù）。为（wéi）了达到反应管（guǎn）内部（bù）温度（dù）精确控制，需采用反（fǎn）应管控制模模式（shì），通过温度（dù）控（kòng）制算法进行参数标定和补偿（cháng），确（què）保反应混合物按照程序设（shè）定的时间（jiān）维持预设温度。
科技战“疫”，米兰官方站网页版和数明（míng）在行动
面对近期（qī）香港、深圳（zhèn）、上（shàng）海等地奥密克戎的快（kuài）速扩散，核酸检测能力在数量和速度（dù）方（fāng）面都面临着极大的（de）考验。米兰官方站网页版和数明半（bàn）导体积极发挥了科技技（jì）术方（fāng）面的优势，组织技（jì）术专（zhuān）家研究PCR扩增（zēng）技术的优化解决方案，以功率器件门极驱动芯（xīn）片和TEC控（kòng）制器（qì）为（wéi）着（zhe）力点，优先保障芯片供应和交付，与客户一起助力抗疫，共克（kè）时艰。
米兰官方站网页版和数明半导体自（zì）研的20V-600V耐（nài）压全系列的低（dī）边（biān）、半桥、三相半桥等（děng）功率管门极驱动芯片（SLM2103S、SLM2136等）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，在当前半导体（tǐ）供应短缺时期，可（kě）以满足客户（hù）设计方案的快速变更、验证与量产。
600V耐压半桥功率（lǜ）器（qì）件驱动芯（xīn）片工作（zuò）示意图
600V耐压三相半桥（qiáo）功（gōng）率器（qì）件驱动芯（xīn）片工作示（shì）意（yì）图
米兰官方站网页版和数明半导（dǎo）体的（de）单芯片TEC控制器（qì）产品——SLM8833/8834/8835 集成了（le）TEC驱（qū）动电路、低温飘（piāo）高精度温度误差放大器及环路补偿电路、温度设定与传感电路，采用高效的单电感架构，实（shí）现更紧凑、更（gèng）高的转换效率及（jí）更低的（de）噪（zào）声（shēng）；其中功率级（jí）集成了超（chāo）低阻（zǔ）抗的（de）MOSFET，损（sǔn）耗更（gèng）低寿（shòu）命更久；同时匹配模拟（nǐ）PID与数字PID两种温控（kòng）模式，以满（mǎn）足客（kè）户PCR扩增仪的小（xiǎo）型（xíng）化创新设计需求。
由SLM8834 构成（chéng）的 TEC 系统框图
模拟PID温控（kòng）器模（mó）式
数字PID温控模式
