聚合酶链式反应（PCR），是在DNA聚合酶的催化作用下，在体外复制特异性的DNA片段的技术，扩增过程类似于DNA在细胞内的半保留复制。
1985年，Kary Mullis等发明了PCR技术，实现了DNA在体外的复制扩增。1990年，Mullis和Saiki等发明并改进的PCR技术被用于DNA分析，从而建立了以PCR为基础的DNA分型技术，核心是应用PCR技术扩增人类基因组DNA中高度多态性位点，扩增产物经过片段长度多态性分析或序列多态性分析，研究不同个体间DNA分子水平上的差异及其遗传规律。
STR等位基因片段小，核心序列长度为2～6 bp，可用于测定陈旧检材中已经降解了的DNA。STR基因座的DNA多态性可用PCR、聚丙烯酰胺凝胶电泳（PAGE）及硝酸银染色法检测，通过待测样品扩增产物与等位基因标记物比较，可准确地判断扩增产物片段的大小。现在通行的是荧光标记毛细管电泳自动化检测分型技术。
PCR反应体系如下：
（1）模板DNA：采用Chelex100处理后，取1μL加入反应体系，其他方式提取的加1 ng。模板提供的是整套的基因组DNA，要检测的Y-DNA只是其中的一小片段，即靶DNA。靶DNA的位置和大小可通过引物来选择。
（2）引物：人工设计合成的与靶DNA片段两端侧翼序列互补的小段DNA。其作用是寻找要扩增的靶DNA片段，特异性结合到靶DNA的侧翼，在其基础上延长DNA链，形成与靶DNA互补的片段，实现对靶DNA的半保留复制。引物以一定浓度加入反应体系中。
（3）三磷酸脱氧核苷酸（dNTP）：是合成DNA的基础材料，以一定的浓度加入反应体系之中。
（4）反应缓冲液：含有电解质，具有一定的pH值，提供DNA可复制的环境。
（5）DNA聚合酶（Taq酶）：具有良好的耐热性，能够在体外催化核苷酸的聚合反应，是实现DNA体外复制扩增的关键试剂。
将上述材料加入试管中，放入扩增仪进行DNA扩增（见表5-3）。随着扩增仪模块的温度变化，DNA经过“变性”“退火”“延伸”三个步骤的往复循环，靶DNA被复制。(www.xing528.com)
表5-3 常规PCR扩增成分
变性：加热使反应体系的温度达到95℃，模板DNA打开形成单链；Tm值，即熔链温度，为95℃。
退火：反应体系温度降至56℃，引物与靶DNA侧翼序列互补结合。
延伸：反应体系温度上升至72℃，在Taq酶的作用下引物延伸，合成一条与靶DNA序列互补的新DNA链。
每经过一次扩增循环，靶DNA片段就被复制一次，前一循环合成的DNA链在后一循环就成为模板，如此循环下去。理论上，一个DNA片段被复制为2n个，常规试验中，循环次数一般为25～36次（见图5-2）。
PCR扩增PCR反应总体积为25μL，内含DNA模板0.5～1.0 ng和2×PCR反应混合物（含有MgCl2、dNTPs、HS-Taq等）12.5μL、10×Primer混合物（含有荧光标记和未标记的引物等）2.5μL。在9700型热循环仪上进行复合扩增，热循环条件为：95℃10 min，94℃10 s，61℃1 min，70℃30 s，26～30个循环，60℃15 min。4℃保温。
图5-2 PCR的基本原理
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