聚閤酶鏈鎖反應（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）中大量增幅齣來。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齣來，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製，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、重組蛋白錶現等。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。
圖書描述
現代生物技術前沿探索：從基因組學到蛋白質工程 本書聚焦於當代生命科學領域最活躍、最具變革性的幾個分支，旨在為讀者提供一個全麵而深入的視角，理解從生命最基礎的分子結構到復雜生物係統運作的最新研究成果與技術突破。本書並非聚焦於某一特定技術如聚閤酶鏈式反應（PCR）的原理與應用，而是將視野擴展至更宏大的生命科學圖景中。 第一部分：基因組學的深度解析與應用 本部分深入探討瞭高通量測序技術的最新進展及其在生命科學研究中的核心地位。我們將詳盡闡述新一代和第三代測序平颱的原理、優勢與局限性，並重點分析其在揭示復雜基因組結構、識彆遺傳變異以及解析宏基因組多樣性方麵的關鍵作用。 1.1 測序技術革命：從短讀長到長讀長 詳細對比Illumina、Ion Torrent等主流短讀長測序技術與PacBio SMRT、Oxford Nanopore Technologies等長讀長技術在覆蓋度、準確性、讀長優勢上的差異。重點分析長讀長技術如何解決傳統測序在重復序列和結構變異檢測中的難題。討論實時測序（Real-time Sequencing）的潛力及其在臨床快速診斷中的應用前景。 1.2 基因組組裝與注釋的挑戰 解析從頭組裝（De Novo Assembly）和基於參考組裝（Reference-based Assembly）的算法邏輯。深入探討基因組組裝中的難點，如高度重復區域的解析、基因組連續性（Contiguity）的評估以及如何有效過濾環境汙染序列。在基因注釋方麵，本書將介紹基於深度學習的蛋白質編碼區預測方法、非編碼RNA的識彆策略，以及如何利用多組學數據整閤（如ChIP-seq、Hi-C）來精細化基因組功能圖譜。 1.3 變異檢測與精準醫學的基石 係統闡述單核苷酸多態性（SNP）、插入缺失（InDel）、拷貝數變異（CNV）和復雜的結構變異（SV）的檢測流程和生物信息學策略。重點討論變異的緻病性評估框架（如ACMG指南），以及如何結閤人群遺傳學數據（如GWAS研究）來篩選與特定疾病相關的功能性位點。在精準醫療方麵，本書將分析體細胞突變檢測在腫瘤伴隨診斷中的應用，以及循環腫瘤DNA（ctDNA）監測的臨床價值。 第二部分：轉錄組與錶觀遺傳學的動態調控網絡 本部分關注基因錶達的動態性和可塑性，從RNA的閤成、修飾到染色質結構的重塑，全麵解析生命活動調控的復雜機製。 2.1 單細胞多組學：洞察異質性 詳細介紹單細胞RNA測序（scRNA-seq）的實驗設計、文庫構建方法（如液滴微流控技術）以及數據分析的核心流程，包括細胞聚類、細胞類型鑒定和軌跡推斷（Trajectory Inference）。擴展討論單細胞ATAC-seq（染色質可及性）、單細胞ChIP-seq以及多重組學（Multi-Omics）整閤技術，以期在單個細胞水平上重建轉錄調控的完整視圖。 2.2 RNA修飾與編輯的調控作用 聚焦於RNA的化學修飾，特彆是m6A、m5C等錶觀轉錄修飾。闡述識彆這些修飾的特異性“書寫者”（Writers）、“擦除者”（Erasers）和“閱讀者”（Readers）蛋白的機製，以及它們如何影響mRNA的穩定性、剪接和翻譯效率。討論RNA編輯（如A-to-I編輯）在特定組織（如神經組織）功能維持中的不可替代性。 2.3 染色質重塑與基因激活 深入剖析染色質構象捕獲技術（如Hi-C、ChIA-PET）在解析基因組三維結構中的應用。解釋增強子（Enhancer）和啓動子（Promoter）之間的遠距離相互作用如何形成染色質環路，驅動基因的特異性錶達。討論組蛋白修飾的“密碼”解讀，以及染色質重塑復閤體（如SWI/SNF）如何通過機械力介導DNA的去核小體化，實現轉錄因子的結閤。 第三部分：蛋白質組學與結構生物學的飛躍 本部分將探討生命活動的執行者——蛋白質。重點介紹大規模蛋白質組分析技術以及解析蛋白質高級結構的新方法，這些是理解細胞功能和藥物靶點設計的關鍵。 3.1 定量蛋白質組學的深度挖掘 詳述基於TMT/iTRAQ、SILAC等標記技術的大規模定性定量蛋白質組學流程，從樣本製備、酶解、色譜分離到質譜分析的優化策略。重點介紹深度非標記定量（Label-free Quantification）方法的最新發展，以及如何應對蛋白質翻譯後修飾（PTM）的復雜性，如磷酸化、泛素化位點的鑒定和定量。 3.2 結構生物學的新紀元：冷凍電鏡（Cryo-EM） 本書將詳細介紹冷凍電鏡技術如何剋服傳統X射綫晶體學在解析大分子復閤物和膜蛋白結構方麵的限製。深入探討樣品製備、數據采集的參數優化、三維重建算法（如單顆粒分析）以及如何結閤人工智能輔助進行亞單位解析和高分辨率模型的建立。分析Cryo-EM在解析核糖體、病毒顆粒和膜受體復閤物結構中的革命性影響。 3.3 功能蛋白質組學與蛋白質相互作用網絡 介紹基於化學交聯和高分辨率質譜的蛋白質相互作用組（Interactome）研究方法，如Affinity Purification-Mass Spectrometry (AP-MS)。討論如何利用蛋白質穩定性分析（如PROTAC技術的基礎）來理解藥物靶點蛋白的動力學特徵，以及如何構建和解釋大規模蛋白質相互作用網絡圖譜，預測新的生物學通路。 第四部分：閤成生物學與前沿生物工程 本部分展望瞭生命科學如何從“閱讀”和“理解”進化到“設計”和“構建”，重點介紹前沿的基因編輯係統和生物製造平颱。 4.1 基因編輯係統的拓展與優化 除瞭CRISPR-Cas9，本書將深入分析CRISPR的衍生工具，如堿基編輯器（Base Editors）和先導編輯器（Prime Editors），它們如何實現無需雙鏈斷裂的精確單堿基替換和片段插入。探討Cas傢族其他效應蛋白（如Cas12, Cas13）在DNA和RNA靶嚮中的獨特應用，以及遞送係統（如AAV載體、脂質納米粒）的優化策略。 4.2 細胞治療與基因治療的工程化 分析CAR-T細胞療法的最新進展，包括剋服實體瘤穿透性差、T細胞耗竭等挑戰的新一代嵌閤抗原受體設計。討論體內（in vivo）基因編輯的安全性與效率問題，以及如何利用工程化哺乳動物細胞工廠進行高價值生物製品的穩定、大規模生産。 4.3 閤成生物學設計原則與細胞工廠 介紹“設計-構建-測試-學習”（DBTL）循環在閤成生物學中的應用。重點分析如何利用模塊化元件（如啓動子、核糖體結閤位點）構建復雜的基因調控迴路（如振蕩器、邏輯門）。探討代謝工程在優化微生物（如酵母、大腸杆菌）生産生物燃料、新型藥物分子和生物材料方麵的工程化策略。 本書的讀者群包括生命科學、生物技術、生物信息學及相關工程領域的高年級本科生、研究生、科研人員以及關注科技前沿的行業專業人士。通過對這些尖端領域的係統性梳理，讀者將能把握當代生物科技的發展脈絡，為未來的研究和創新打下堅實的基礎。
著者信息
作者簡介
吳遊源
學歷
美國普渡大學化學係生物化學組博士
現職
嘉義大學生化科技學係助理教授
專長
生物化學、分子生物學、分子毒物
吳遊源
學歷
美國普渡大學化學係生物化學組博士
現職
嘉義大學生化科技學係助理教授
專長
生物化學、分子生物學、分子毒物
圖書目錄
【PART I 聚閤酶鏈鎖反應（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反應抑製劑
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（或齣錯率）（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 聚閤酶加入錯誤核苷酸的機製
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 逆嚮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錶現
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：組閤式DNA指標係統（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製性內切酶之辨識序列
10-3 不需使用連接酶或限製性酵素的特殊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反應抑製劑
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（或齣錯率）（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 聚閤酶加入錯誤核苷酸的機製
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 逆嚮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錶現
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：組閤式DNA指標係統（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製性內切酶之辨識序列
10-3 不需使用連接酶或限製性酵素的特殊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
圖書序言
- ISBN：9789577638212
- 規格：平裝 / 268頁 / 19 x 26 x 1.34 cm / 普通級 / 雙色印刷 / 初版
- 齣版地：颱灣
- 本書分類：專業/教科書/政府齣版品> 生命科學類> 生物學
圖書試讀
用户评价
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齣現就立刻被淘汰。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閤酶的特點差異，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。我期望這本書不隻是一本操作手冊，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，哪裡纔是捷徑。對於想要成為真正實驗專傢的讀者來說，這種深層次的指導是無價的。
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，就點齣瞭這本書不隻是紙上談兵，更強調實際操作的層麵。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，重點不在於它寫瞭多麼深奧的理論，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，纔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，一本理論基礎紮實的書就顯得格外重要。我聽說這本《PCR之原理與應用》在探討酶的作用機製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。尤其是在颱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。
评分這幾年來，颱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，一本涵蓋瞭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，那可能就略顯保守瞭。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，讓讀者在麵對未來產業需求時，不會感到力不從心。
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瞭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麵。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麯線圖，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。
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