KaryMullis發(fā)明的PCR技術(shù)包括變性(95℃)、退火(55~70℃)和延展(72℃)三步反應(yīng)，通常PCR過程中不少于40℃，通過一次循環(huán)，DNA分子的數(shù)量就增加一倍。Kopp等將PCR技術(shù)成功地應(yīng)用于微流控芯片，為微流控制技術(shù)開辟了一個全新的診斷領(lǐng)域，實現(xiàn)了實時PCR、數(shù)字PCR等技術(shù)。以PCR技術(shù)為基礎(chǔ)的微流控芯片主要是在時域、空域上進行加熱或冷卻，也可分為室內(nèi)固定PCR和連續(xù)流動PCR。瞬時域PCR微流動控制芯片，是一種在微流控芯片內(nèi)對反應(yīng)室進行刻蝕，通過反應(yīng)室內(nèi)溫度的變化實現(xiàn)熱循環(huán)放大。與FAM探針或染料相結(jié)合，單用一個熒光通道就能檢測多個qPCR。

持續(xù)流式PCR系統(tǒng)，即空間域PCR微流控芯片，是在芯片所在的環(huán)境中設(shè)置三個恒溫區(qū)域，流體流經(jīng)不同溫度區(qū)時，體驗不同溫度從而實現(xiàn)熱循環(huán)，在微流體控制芯片裝置上，通過改變混合液的流速來調(diào)節(jié)其持續(xù)時間，它是通過流變、退火、延伸等過程實現(xiàn)PCR擴增。持續(xù)流式PCR微流控芯片中最常用的是帶有蛇形通道的微流控芯片，在泵的作用下，在不同溫度范圍內(nèi)實現(xiàn)對目標基因的擴增；建立連續(xù)流式PCR微流控芯片，在流體流經(jīng)管道時環(huán)繞加熱器進行旋轉(zhuǎn)加熱；隨著系統(tǒng)中壓力的改變，液體塞子在一定溫度范圍內(nèi)運動。利用鐵磁流體塞作為閥門和執(zhí)行機構(gòu)，構(gòu)造了帶鐵磁塞的連續(xù)流PCR微流體芯片，通過磁鐵對其位置進行控制，使微流體流經(jīng)固定溫度區(qū)，從而進行PCR反應(yīng)，防止樣品的蒸發(fā)。

Matsuda等通過一個旋轉(zhuǎn)儀器，將液滴在反應(yīng)管內(nèi)轉(zhuǎn)動，使液滴在管內(nèi)運動。連續(xù)流PCR芯片周期比時域PCR芯片具有更低的功耗和更快的響應(yīng)速度，但其延展時間和變性時間依賴于系統(tǒng)設(shè)計，缺乏靈活性。另外，在連續(xù)流PCR芯片中，往往很難實現(xiàn)實時檢測，而沒有小尺寸的驅(qū)動流體流動所需的元件，就會導致整個操作系統(tǒng)過于龐大而無法攜帶(SUNetal.,2007)。所以，盡管基于PCR技術(shù)的微流控芯片有很大的優(yōu)越性，它能大大簡化操作步驟，提高效率，縮短檢測時間，減少試劑消耗，能迅速傳熱，可移植性好，但需要熱循環(huán)，對加熱裝置等儀器設(shè)備有較高要求。