按照DNA擴增時升溫介質(zhì)的差異，PCR儀可以被分為變溫式流式PCR儀、水浴式PCR儀以及變溫鋁塊式PCR儀。

變溫式流式PCR儀

原理：按照空氣流的動力學(xué)原理，將冷熱氣流作為介質(zhì)來對溫度進行升降。

優(yōu)點：改變溫度的速度非常快，有良好的擴增效果，對于微量、快速PCR非常適用。形狀不能限制反應(yīng)器，也沒有必要在管外涂液體石蠟。復(fù)雜的變溫程序可以使用電腦很容易地設(shè)定。重量較輕的便攜式儀器可以很輕易地被制作成功，對于外出作業(yè)很適用。

缺點：把室內(nèi)溫度作為溫度的下限，很難控制低溫，具有很多的空氣流的動力學(xué)要求，為了讓各管溫度均勻，需要精心的設(shè)計。

水浴式PCR儀

原理：水浴式PCR儀本身有3個不同溫度的水浴，用機械裝置將帶有反應(yīng)管的架子移位和升降溫度，使溫度循環(huán)。

優(yōu)點：導(dǎo)熱介質(zhì)為水，有很大的熱容量，可以使溫度保持均衡。對于反應(yīng)管的形狀不作特殊的要求，有很穩(wěn)定的擴增效果以及溫度改變迅速。擴增產(chǎn)物具有良好的特異性以及運行效率較高。

缺點：高溫水浴不穩(wěn)定，水面需要涂上液體石蠟。需要花較長的時間才能改變水浴溫度，復(fù)雜程序（如套式PCR）的操作不容易被實施，有較大的體積，溫度下限受到室內(nèi)溫度的影響。

變溫鋁塊式PCR儀

原理：熱源是由電阻絲、導(dǎo)電熱膜、熱泵式珀爾帖半導(dǎo)體元件制作制作而成。升溫帶有凹孔的鋁塊，使用自來水、制冷壓縮機或半導(dǎo)體來降溫。

優(yōu)點：導(dǎo)熱性能好，各管的擴增有良好的一致性，當(dāng)反應(yīng)管規(guī)格相同時，不需要將石蠟油涂在管外，溫度轉(zhuǎn)換能夠使用微電腦來進行調(diào)節(jié)。在擴增完成后，儀器制冷部件可以把溫度降到4攝氏度，保存樣品過夜。

缺點：壓縮機制冷重量大、啟動慢、滯后時間長。鋁塊顯示溫度要領(lǐng)xian管內(nèi)反應(yīng)液溫度，反應(yīng)管需要特制且與鋁塊凹孔形狀緊密吻合并且薄壁耐。當(dāng)溫度改變時，鋁塊的熱容量不能夠很快旳克服。

PCR的創(chuàng)建

核酸體外擴增的設(shè)想Z早是由Khorana 在1971提出的。“經(jīng)DNA變性，與合適的引物雜交，用DNA聚合酶延伸引物，并不斷重復(fù)該過程便可合成tRNA基因。”

然而當(dāng)時還沒有成熟的基因序列分析方法，也沒有熱穩(wěn)定DNA聚合酶以及引物合成操作很困難。這種設(shè)想達不到實際的效果。并且在70年代初出現(xiàn)了分子克隆技術(shù)，一種克隆和擴增基因的途徑被提供了，因此人們遺忘了Khorana的設(shè)想。

1985年，Kary Mullis在Cetus公司工作期間，發(fā)明了PCR。Mullis要合成DNA引物來進行測序工作，卻常為沒有足夠多的模板DNA而煩惱。

1983年4月的一個星期五晚上，他開車去鄉(xiāng)下別墅的路上,猛然閃現(xiàn)出“多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)”的想法。

1983年12月，Mullis用同位素標(biāo)記法看到了10個循環(huán)后的49 bp長度的diyi個PCR片段；

1985年10月25日申請了PCR的ZL，1987年7月28日批準(zhǔn)（ZL號4,683,202 ），Mullis是diyi發(fā)明人；

1985年12月20日在Science雜志上發(fā)表了diyi篇PCR的學(xué)術(shù)論文，Mullis是共同作者；

1986年5月，Mullis在冷泉港實驗室做ZT報告，全世界從此開始學(xué)習(xí)PCR的方法。