聚合酶鏈鎖反應（polymerase chain reaction; PCR）是一個被高度依賴、且被普遍應用的分子生物學技術，它可以將一特定DNA片段（或基因）由構造複雜的染色體或其他DNA來源（或樣品）中大量增幅出來。這就好像是一個超炫的戲法，可以由一堆如山的黃沙中，將其內所埋藏的幾顆金沙子篩選出來，並且複製成幾百萬顆金沙。如此，不但可以證明沙堆中確有金沙子的存在，並可以因此獲得大量的金沙。換句話說，PCR是一個分析型（analytical）也是一個製備型（preparative）的研究工具，它不但可以藉由強效的增幅機制，來偵測一個DNA樣品中是否含有
某一特定DNA片段（或基因），而且藉由增幅可以大量製取（有時也可加以修飾）此DNA片段，以作為多種生技應用研究之材料，例如DNA 定序、基因選殖、重組蛋白表現等。此項技術可說是現今分子生物學研究中最重要的分析工具之一，同時也是多數從事生物醫學、分子遺傳分析、及基因診斷等相關領域研究所不可或缺的技術。
具体描述
现代生物技术前沿探索：从基因组学到蛋白质工程 本书聚焦于当代生命科学领域最活跃、最具变革性的几个分支，旨在为读者提供一个全面而深入的视角，理解从生命最基础的分子结构到复杂生物系统运作的最新研究成果与技术突破。本书并非聚焦于某一特定技术如聚合酶链式反应（PCR）的原理与应用，而是将视野扩展至更宏大的生命科学图景中。 第一部分：基因组学的深度解析与应用 本部分深入探讨了高通量测序技术的最新进展及其在生命科学研究中的核心地位。我们将详尽阐述新一代和第三代测序平台的原理、优势与局限性，并重点分析其在揭示复杂基因组结构、识别遗传变异以及解析宏基因组多样性方面的关键作用。 1.1 测序技术革命：从短读长到长读长 详细对比Illumina、Ion Torrent等主流短读长测序技术与PacBio SMRT、Oxford Nanopore Technologies等长读长技术在覆盖度、准确性、读长优势上的差异。重点分析长读长技术如何解决传统测序在重复序列和结构变异检测中的难题。讨论实时测序（Real-time Sequencing）的潜力及其在临床快速诊断中的应用前景。 1.2 基因组组装与注释的挑战 解析从头组装（De Novo Assembly）和基于参考组装（Reference-based Assembly）的算法逻辑。深入探讨基因组组装中的难点，如高度重复区域的解析、基因组连续性（Contiguity）的评估以及如何有效过滤环境污染序列。在基因注释方面，本书将介绍基于深度学习的蛋白质编码区预测方法、非编码RNA的识别策略，以及如何利用多组学数据整合（如ChIP-seq、Hi-C）来精细化基因组功能图谱。 1.3 变异检测与精准医学的基石 系统阐述单核苷酸多态性（SNP）、插入缺失（InDel）、拷贝数变异（CNV）和复杂的结构变异（SV）的检测流程和生物信息学策略。重点讨论变异的致病性评估框架（如ACMG指南），以及如何结合人群遗传学数据（如GWAS研究）来筛选与特定疾病相关的功能性位点。在精准医疗方面，本书将分析体细胞突变检测在肿瘤伴随诊断中的应用，以及循环肿瘤DNA（ctDNA）监测的临床价值。 第二部分：转录组与表观遗传学的动态调控网络 本部分关注基因表达的动态性和可塑性，从RNA的合成、修饰到染色质结构的重塑，全面解析生命活动调控的复杂机制。 2.1 单细胞多组学：洞察异质性 详细介绍单细胞RNA测序（scRNA-seq）的实验设计、文库构建方法（如液滴微流控技术）以及数据分析的核心流程，包括细胞聚类、细胞类型鉴定和轨迹推断（Trajectory Inference）。扩展讨论单细胞ATAC-seq（染色质可及性）、单细胞ChIP-seq以及多重组学（Multi-Omics）整合技术，以期在单个细胞水平上重建转录调控的完整视图。 2.2 RNA修饰与编辑的调控作用 聚焦于RNA的化学修饰，特别是m6A、m5C等表观转录修饰。阐述识别这些修饰的特异性“书写者”（Writers）、“擦除者”（Erasers）和“阅读者”（Readers）蛋白的机制，以及它们如何影响mRNA的稳定性、剪接和翻译效率。讨论RNA编辑（如A-to-I编辑）在特定组织（如神经组织）功能维持中的不可替代性。 2.3 染色质重塑与基因激活 深入剖析染色质构象捕获技术（如Hi-C、ChIA-PET）在解析基因组三维结构中的应用。解释增强子（Enhancer）和启动子（Promoter）之间的远距离相互作用如何形成染色质环路，驱动基因的特异性表达。讨论组蛋白修饰的“密码”解读，以及染色质重塑复合体（如SWI/SNF）如何通过机械力介导DNA的去核小体化，实现转录因子的结合。 第三部分：蛋白质组学与结构生物学的飞跃 本部分将探讨生命活动的执行者——蛋白质。重点介绍大规模蛋白质组分析技术以及解析蛋白质高级结构的新方法，这些是理解细胞功能和药物靶点设计的关键。 3.1 定量蛋白质组学的深度挖掘 详述基于TMT/iTRAQ、SILAC等标记技术的大规模定性定量蛋白质组学流程，从样本制备、酶解、色谱分离到质谱分析的优化策略。重点介绍深度非标记定量（Label-free Quantification）方法的最新发展，以及如何应对蛋白质翻译后修饰（PTM）的复杂性，如磷酸化、泛素化位点的鉴定和定量。 3.2 结构生物学的新纪元：冷冻电镜（Cryo-EM） 本书将详细介绍冷冻电镜技术如何克服传统X射线晶体学在解析大分子复合物和膜蛋白结构方面的限制。深入探讨样品制备、数据采集的参数优化、三维重建算法（如单颗粒分析）以及如何结合人工智能辅助进行亚单位解析和高分辨率模型的建立。分析Cryo-EM在解析核糖体、病毒颗粒和膜受体复合物结构中的革命性影响。 3.3 功能蛋白质组学与蛋白质相互作用网络 介绍基于化学交联和高分辨率质谱的蛋白质相互作用组（Interactome）研究方法，如Affinity Purification-Mass Spectrometry (AP-MS)。讨论如何利用蛋白质稳定性分析（如PROTAC技术的基础）来理解药物靶点蛋白的动力学特征，以及如何构建和解释大规模蛋白质相互作用网络图谱，预测新的生物学通路。 第四部分：合成生物学与前沿生物工程 本部分展望了生命科学如何从“阅读”和“理解”进化到“设计”和“构建”，重点介绍前沿的基因编辑系统和生物制造平台。 4.1 基因编辑系统的拓展与优化 除了CRISPR-Cas9，本书将深入分析CRISPR的衍生工具，如碱基编辑器（Base Editors）和先导编辑器（Prime Editors），它们如何实现无需双链断裂的精确单碱基替换和片段插入。探讨Cas家族其他效应蛋白（如Cas12, Cas13）在DNA和RNA靶向中的独特应用，以及递送系统（如AAV载体、脂质纳米粒）的优化策略。 4.2 细胞治疗与基因治疗的工程化 分析CAR-T细胞疗法的最新进展，包括克服实体瘤穿透性差、T细胞耗竭等挑战的新一代嵌合抗原受体设计。讨论体内（in vivo）基因编辑的安全性与效率问题，以及如何利用工程化哺乳动物细胞工厂进行高价值生物制品的稳定、大规模生产。 4.3 合成生物学设计原则与细胞工厂 介绍“设计-构建-测试-学习”（DBTL）循环在合成生物学中的应用。重点分析如何利用模块化元件（如启动子、核糖体结合位点）构建复杂的基因调控回路（如振荡器、逻辑门）。探讨代谢工程在优化微生物（如酵母、大肠杆菌）生产生物燃料、新型药物分子和生物材料方面的工程化策略。 本书的读者群包括生命科学、生物技术、生物信息学及相关工程领域的高年级本科生、研究生、科研人员以及关注科技前沿的行业专业人士。通过对这些尖端领域的系统性梳理，读者将能把握当代生物科技的发展脉络，为未来的研究和创新打下坚实的基础。
著者信息
作者簡介
吳游源
學歷
美國普渡大學化學系生物化學組博士
現職
嘉義大學生化科技學系助理教授
專長
生物化學、分子生物學、分子毒物
吳游源
學歷
美國普渡大學化學系生物化學組博士
現職
嘉義大學生化科技學系助理教授
專長
生物化學、分子生物學、分子毒物
图书目录
【PART I 聚合酶鏈鎖反應（Polymerase Chain Reaction; PCR）之緣起與原理】
第1章 PCR發展之背景與歷史
1-1 PCR：一個二十世紀分子生物學研究的突破性技術
1-2 PCR技術的發展簡史
第2章 典型PCR的反應成分與條件設定
2-1 典型的PCR反應成分
2-2 典型的PCR反應條件
2-3 循環增幅的細節（Details of Cycling Amplification）
2-4 PCR偵測實驗的對照組
第3章 PCR的產率與專一性（Sensitivity and Specificity of PCR）
3-1 PCR反應可能遭遇的問題與改進方法
3-2 PCR反應抑制劑
3-3 增進PCR產率與專一性的試劑
3-4 調整PCR的方法來增進產率或專一性
3-5 長片段與富含GC（GC-rich）的DNA片段之PCR增幅
第4章 PCR的忠誠性（或出錯率）（Fidelity of PCR Amplification）
4-1 PCR的錯誤率（或忠誠性）對我們的研究有何影響？
4-2 聚合酶加入錯誤核苷酸的機制
4-3 影響PCR忠誠性的因素
【PART II PCR之基礎應用（Basic Applications of PCR）】
第5章 逆向PCR（Inverse PCR; IPCR）：引子背對背的PCR連接反應媒介PCR（Ligation Mediated PCR; LMPCR）
5-1 IPCR對未知序列之增幅
5-2 IPCR應用於刪除突變與定點突變之基因建構
5-3 以連接反應媒介PCR（LMPCR）進行未知序列之增幅
5-4 LMPCR指紋分析（LMPCR Fingerprinting Analysis）
5-5 以LMPCR進行DNA胞內腳紋（in vivo Footprinting）分析
第6章 多重引子PCR（Multiplex PCR; mPCR）與巢狀PCR（Nested PCR）
6-1 多重引子PCR（Multiplex PCR; mPCR）
6-2 巢狀PCR（Nested PCR）
第7章 反轉錄PCR（Reverse Transcription PCR; RT-PCR）
7-1 RT-PCR的用途
7-2 RT-PCR的基本步驟
7-3 反轉錄酶的特性與選擇
7-4 單一步驟或兩步驟RT-PCR
7-5 RT-PCR 經常被用於分析特定基因之差異性表現
第8章 定量PCR與即時PCR（Quantitative PCR and Real-time PCR）
8-1 早期定量PCR是一種終端PCR（End-point PCR）的分析方式
8-2 新一代的定量PCR：即時PCR（Real-time PCR）
第9章 應用PCR做全基因體差異性分析（Whole Genome Variation Analysis by PCR）
9-1 RAPD：隨機增幅多型性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA）
9-2 AFLP：增幅片段長度多型性（Amplified Fragment Length Polymorphism）
9-3 IRS-PCR：散布性重複序列PCR（Interspersed Repeat Sequence PCR）
9-4 STR-PCR：短而連續重複序列PCR（Short Tandem Repeat PCR）
9-5 CODIS：組合式DNA指標系統（Combined DNA Index System）
第10章 PCR於基因選殖之應用（PCR Mediated DNA Cloning）
10-1 T/A（或稱A/T）選殖（T/A Cloning）
10-2 利用PCR 將目標DNA 兩側加入選殖所需特定限制性內切酶之辨識序列
10-3 不需使用連接酶或限制性酵素的特殊PCR基因選殖
10-4 使用degenerate引子的PCR與基因建構
10-5 利用PCR 來製備單股目標基因（或DNA）
第11章 利用PCR偵測基因突變（Mutation Detection by PCR）
11-1 已知突變點與突變方式之PCR偵測
11-2 特定基因中之未特定突變點（或型態）之PCR相關偵測
第12章 利用PCR來創造突變（PCR Mediated Mutagenesis）
12-1 利用PCR定點突變（PCR Mediated Site-Directed Mutagenesis）
12-2 以兩步驟PCR方法來製備一長片段插入性突變（Two-PCR Method for Making a Long Insertion Mutant）
12-3 連接子掃描突變（Linker Scanning Mutagenesis; LSM）
12-4 利用PCR進行隨機突變（PCR Mediated Random Mutagenesis）
第13章 結語
英中文索引
第1章 PCR發展之背景與歷史
1-1 PCR：一個二十世紀分子生物學研究的突破性技術
1-2 PCR技術的發展簡史
第2章 典型PCR的反應成分與條件設定
2-1 典型的PCR反應成分
2-2 典型的PCR反應條件
2-3 循環增幅的細節（Details of Cycling Amplification）
2-4 PCR偵測實驗的對照組
第3章 PCR的產率與專一性（Sensitivity and Specificity of PCR）
3-1 PCR反應可能遭遇的問題與改進方法
3-2 PCR反應抑制劑
3-3 增進PCR產率與專一性的試劑
3-4 調整PCR的方法來增進產率或專一性
3-5 長片段與富含GC（GC-rich）的DNA片段之PCR增幅
第4章 PCR的忠誠性（或出錯率）（Fidelity of PCR Amplification）
4-1 PCR的錯誤率（或忠誠性）對我們的研究有何影響？
4-2 聚合酶加入錯誤核苷酸的機制
4-3 影響PCR忠誠性的因素
【PART II PCR之基礎應用（Basic Applications of PCR）】
第5章 逆向PCR（Inverse PCR; IPCR）：引子背對背的PCR連接反應媒介PCR（Ligation Mediated PCR; LMPCR）
5-1 IPCR對未知序列之增幅
5-2 IPCR應用於刪除突變與定點突變之基因建構
5-3 以連接反應媒介PCR（LMPCR）進行未知序列之增幅
5-4 LMPCR指紋分析（LMPCR Fingerprinting Analysis）
5-5 以LMPCR進行DNA胞內腳紋（in vivo Footprinting）分析
第6章 多重引子PCR（Multiplex PCR; mPCR）與巢狀PCR（Nested PCR）
6-1 多重引子PCR（Multiplex PCR; mPCR）
6-2 巢狀PCR（Nested PCR）
第7章 反轉錄PCR（Reverse Transcription PCR; RT-PCR）
7-1 RT-PCR的用途
7-2 RT-PCR的基本步驟
7-3 反轉錄酶的特性與選擇
7-4 單一步驟或兩步驟RT-PCR
7-5 RT-PCR 經常被用於分析特定基因之差異性表現
第8章 定量PCR與即時PCR（Quantitative PCR and Real-time PCR）
8-1 早期定量PCR是一種終端PCR（End-point PCR）的分析方式
8-2 新一代的定量PCR：即時PCR（Real-time PCR）
第9章 應用PCR做全基因體差異性分析（Whole Genome Variation Analysis by PCR）
9-1 RAPD：隨機增幅多型性DNA（Random Amplified Polymorphic DNA）
9-2 AFLP：增幅片段長度多型性（Amplified Fragment Length Polymorphism）
9-3 IRS-PCR：散布性重複序列PCR（Interspersed Repeat Sequence PCR）
9-4 STR-PCR：短而連續重複序列PCR（Short Tandem Repeat PCR）
9-5 CODIS：組合式DNA指標系統（Combined DNA Index System）
第10章 PCR於基因選殖之應用（PCR Mediated DNA Cloning）
10-1 T/A（或稱A/T）選殖（T/A Cloning）
10-2 利用PCR 將目標DNA 兩側加入選殖所需特定限制性內切酶之辨識序列
10-3 不需使用連接酶或限制性酵素的特殊PCR基因選殖
10-4 使用degenerate引子的PCR與基因建構
10-5 利用PCR 來製備單股目標基因（或DNA）
第11章 利用PCR偵測基因突變（Mutation Detection by PCR）
11-1 已知突變點與突變方式之PCR偵測
11-2 特定基因中之未特定突變點（或型態）之PCR相關偵測
第12章 利用PCR來創造突變（PCR Mediated Mutagenesis）
12-1 利用PCR定點突變（PCR Mediated Site-Directed Mutagenesis）
12-2 以兩步驟PCR方法來製備一長片段插入性突變（Two-PCR Method for Making a Long Insertion Mutant）
12-3 連接子掃描突變（Linker Scanning Mutagenesis; LSM）
12-4 利用PCR進行隨機突變（PCR Mediated Random Mutagenesis）
第13章 結語
英中文索引
图书序言
- ISBN：9789577638212
- 規格：平裝 / 268頁 / 19 x 26 x 1.34 cm / 普通級 / 雙色印刷 / 初版
- 出版地：台灣
- 本書分類：專業/教科書/政府出版品> 生命科學類> 生物學
图书试读
用户评价
评分
這本《PCR之原理與應用》聽說在分子生物學界是本經典教科書，雖然我手上這本內容沒機會深入鑽研，但光是看它的包裝和周邊的討論，就能感受到它在學術界的份量。光是「原理與應用」這幾個字，就點出了這本書不只是紙上談兵，更強調實際操作的層面。對於我們這些在實驗室裡打滾的研究生或技術人員來說，一本好的參考書，重點不在於它寫了多麼深奧的理論，而是當你遇到實驗瓶頸時，能不能從書裡找到靈感，或者確認自己的步驟是否到位。我猜想，書中對於各種PCR變體的詳盡描述，像是Real-time PCR、Nested PCR這些，應該是它吸引人的主要原因吧。畢竟，在生醫領域，時效性和準確性是決定實驗成敗的關鍵，而這些技術的細節，才是真正需要被紮實掌握的部分。如果這本書的講解夠清晰，能讓初學者少走點彎路，那它絕對是值得投資的一本工具書。
评分這幾年來，台灣的生技產業發展非常迅速，許多新創公司都圍繞著分子診斷在轉型升級。在這樣的產業背景下，一本涵蓋了最新技術趨勢的參考書顯得尤其重要。我很好奇《PCR之原理與應用》在收錄最新的數位PCR（dPCR）或者高通量定序（NGS）中與PCR相關的應用部分做得如何。如果它僅停留在傳統的TaqMan或SYBR Green的基礎上，那可能就略顯保守了。現今的分子生物學研究，早已不是單純的「有沒有」的問題，而是「有多少」以及「在什麼狀態下」的問題。希望這本書的作者群能夠具備足夠的敏銳度，將最新的儀器技術和數據分析思維融入其中，讓讀者在面對未來產業需求時，不會感到力不從心。
评分說實話，我最近在處理一些基因定序的前置作業時，對於某些傳統PCR步驟的優化感到相當頭痛，總覺得火力沒有打對地方。這時候，一本理論基礎扎實的書就顯得格外重要。我聽說這本《PCR之原理與應用》在探討酶的作用機制和緩衝液配方調整時，有著非常獨到的見解。這可不是隨便一本學術雜誌可以比擬的。尤其是在台灣這個高度依賴精準診斷和分子檢測的環境下，PCR的穩定性直接關係到臨床判讀的準確性。如果書中能提供大量、經過驗證的成功案例或疑難排解的Checklist，那它的實用價值簡直是直線上升。畢竟，實驗室裡最怕的就是「黑盒子」現象，每一個步驟都應該有其背後的化學或生物學依據。期待這本書能提供的不僅是「怎麼做」，更是「為什麼要這麼做」的深度解析。
评分從另一個角度來看，對於大學部學生或者剛進入生科領域的新鮮人，一本好的教科書往往決定了他們對整個領域建立起來的初始印象。如果《PCR之原理與應用》的編排是循序漸進的，從最基礎的DNA變性、退火、延伸這些基本循環開始，慢慢過渡到複雜的定量分析，我想它在教學上的成功率會很高。重點是，它必須能將那些抽象的分子動力學過程，轉化成讀者腦海中清晰的畫面。我個人特別注重圖文並茂的呈現方式，尤其是在描述引子設計和特異性問題時，如果能搭配清晰的分子結構圖或反應曲線圖，那學習效率絕對會大幅提升。畢竟，PCR這項技術雖然歷史悠久，但其背後的原理精妙之處，往往就在那些微小的參數變動之中。
评分老實講，工具書的價值往往體現在它的「耐用性」上，也就是說，一本好的書不會因為幾年後新技術的出現就立刻被淘汰。PCR作為核心技術，其基礎原理是恆久不變的。因此，《PCR之原理與應用》如果能夠在嚴謹的科學基礎上，融入一些批判性的思考，例如探討不同廠牌聚合酶的特點差異，或者針對特定難以複製的基因組進行除錯策略，那它的生命週期就會非常長。這就像是學武功，套路可以變，但內功心法不能丟。我期望這本書不只是一本操作手冊，更像是一位經驗老到的師傅在身邊指導，告訴你哪裡是陷阱，哪裡才是捷徑。對於想要成為真正實驗專家的讀者來說，這種深層次的指導是無價的。
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