zui早的熱循環(huán)儀被設(shè)計為通過使用Klenow片段的DNA聚合酶I。由于該酶在擴增過程的每個加熱步驟中均被破壞,因此必須在每個循環(huán)中添加新的酶。這導致了基于自動移液器的笨重機器,帶有開放式反應(yīng)管。后來,PCR過程適應(yīng)于使用熱穩(wěn)定的DNA聚合酶從棲熱菌屬aquaticus,這極大地簡化了熱循環(huán)儀的設(shè)計。在某些舊機器中,將塊浸沒在油浴中以控制溫度,而在現(xiàn)代PCR機器中,通常使用珀耳帖元件。熱循環(huán)儀通常包含銀塊實現(xiàn)快速的溫度變化和整個塊溫度均勻。其他循環(huán)器具有多個具有高熱容量的塊,每個塊均保持恒定溫度,并且反應(yīng)管通過自動化過程在它們之間移動。已經(jīng)創(chuàng)建了小型化熱循環(huán)儀,其中反應(yīng)混合物通過通道流經(jīng)微流體芯片上的熱區(qū)和冷區(qū)。設(shè)計用于定量PCR的熱循環(huán)儀具有光學系統(tǒng),可以在反應(yīng)循環(huán)過程中監(jiān)控熒光。
現(xiàn)代熱循環(huán)儀配備有加熱的蓋子,該蓋子壓在反應(yīng)管的蓋子上。這防止了水從蓋內(nèi)部的反應(yīng)混合物中凝結(jié)。傳統(tǒng)上,為此目的使用一層礦物油。一些熱循環(huán)儀配有完全可調(diào)的加熱蓋,可用于非標準或多種類型的PCR塑料制品。
一些熱循環(huán)儀配備有多個模塊,可以同時進行多個不同的PCR。一些型號還具有梯度功能,以允許在塊的不同部分使用不同的溫度。當測試適合PCR引物的退火溫度時,這特別有用。