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基因擴增儀的工作原理基于PCR技術，該技術模擬了細胞內的DNA復制過程，在體外人為創造核酸半保留復制條件，使目的DNA在細胞外完成擴增。PCR反應一般設置20~40次循環，每一循環包括高溫變性、低溫退火、適溫延伸三步反應。每一循環的產物作為下一個循環的模板，從而實現DNA片段的指數級擴增。
基因擴增儀根據功能和結構的不同，主要分為以下幾種類型：
普通基因擴增儀：一次PCR擴增只能運行一個特定退火溫度的基因擴增儀，主要用于簡單的、對目的基因退火溫度已知的擴增實驗。
梯度基因擴增儀：可以設置一系列不同的退火溫度條件(通常12種溫度梯度)，用于研究未知DNA退火溫度的擴增，能夠一次性篩選出表達量高的適合退火溫度，提高PCR科研效率。
實時熒光定量基因擴增儀：在普通PCR儀的基礎上增加一個熒光信號采集系統和計算機分析處理系統，能夠實時采集擴增過程中的熒光信號，并輸出量化的實時結果，廣泛應用于定量PCR實驗。
原位基因擴增儀：用于從細胞內靶DNA的定位分析的細胞內基因擴增儀，適用于細胞生物學和病理學等領域的研究。
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