生物學界的「影印機」就是PCR儀。 PCR，即聚合酶鍊式反應，如今已成為犯罪現場鑑定、遺傳測試和生物體劫持等領域的必備工具。它是一項令人嘆為觀止的技術。在構成DNA遺傳密碼的數十億個鹼基對中，PCR能夠找到精確的序列，並在幾個小時內複製數十億份——足以解碼或拼接出有用的基因組合。專業的PCR儀每台售價約1萬美元，但拉塞爾·杜雷特（Russell Durrett）用PVC管、一個150瓦的燈泡、一個電腦風扇、一個廉價的微控制器和一些他從網上訂購的試劑，自製了一台。
1）堆積
將五段 PVC 管堆疊起來形成一個筒倉[右圖]，用於存放裝有 DNA 的小瓶，用燈泡加熱，用電腦風扇冷卻。
頂部：在傾斜適配器的頂部鑽十幾個 1/4 英寸的孔（用於固定小瓶），將一根管子裝入適配器的底座中，並在裸露的管子上切出一個方形孔，以匹配電腦風扇的排氣口。
中間部分：在直管PVC接頭的頂部切出一個方形端口，並用熱熔膠將風扇固定到位。在接頭側面中心上方鑽一個孔，用螺栓固定一個夾式燈泡插座。
底部：在第二個連接器上鑽一個孔，用於連接 Arduino Uno 微控制器的線束。
2）接線
將插座和電腦風扇連接到 5 伏特繼電器，並將繼電器連接到 Arduino。將插座的一條導線連接到 110 伏特交流電源，並將熱敏電阻連接到 Arduino。將熱敏電阻放入裝有礦物油和水的樣品瓶中，然後將樣品瓶放入 Arduino 的孔中。這樣 Arduino 就能獲得溫度數據，進而控制燈泡（以及加熱器）的開關。
3）選擇一個基因
無論你是檢測早餐麥片中是否含有基因改造穀物，還是進行愛滋病毒抗性篩檢，都要選擇一個基因來複製。你需要從網路上訂購能夠劫持DNA複製分子的試劑[請參閱下一頁的「運作方式」]。
工作原理
PCR 儀器透過循環溫度來活化 DNA 複製試劑，包括引子、核苷酸和 Taq 聚合酶。
201華氏度
DNA暫時解旋成兩條鏈。
131°F
引子——能夠「啟動」複製的小段DNA——附著在基因的末端。
162°F
Taq 聚合酶辨識引物，與其結合，並複製引子之間的 DNA。
……並重複
在最初的五分鐘內，PCR 反應會複製出兩個基因拷貝。隨後的 30 秒循環會繼續進行基因拷貝數的加倍。到第八個循環時，基因拷貝數達到 256 個，到第 30 個循環時——
幾個小時後——數量超過了十億。
時間： 5小時
費用： 50美元
難度： 3/5
如需查看Durrett的完整組裝說明，請下載此PDF檔案。 Arduino程式碼可在此處取得。
本文原刊於2013年5月刊的《大眾科學》雜誌。點此看雜誌全文。
