เครื่องเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม เป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีในห้องปฏิบัติการที่ทำงานเกี่ยวข้องกับ DNA โดยเป็นเครื่องมือที่ใช้ประกอบกับเทคนิค PCR ในการเพิ่มปริมาณ DNA ขึ้นในหลอดทดลอง การรู้ถึงหลักการของเครื่องมือ วิธีการใช้งานอย่างถูกต้อง จะทำให้ผลการทดลองหรืองานวิจัยนั้นมีความน่าเชื่อถือ

เครื่องเพิ่มปริมาณสารพันธุกรรม เป็นเครื่องมือวิทยาศาสตร์ที่มีในห้องปฏิบัติการที่ทำงานเกี่ยวข้องกับ DNA ลักษณะของเครื่องเหมือนหม้อหุงข้าว เมื่อเปิดฝาออกภายในมีหลุมสำหรับใส่ตัวอย่าง ขนาด 0.2 ml จำนวน 48-96 หลุม (ตามคุณสมบัติของแต่ละเครื่อง) เครื่องนี้มีความสามารถในการปรับเปลี่ยนอุณหภูมิร้อนและเย็น และในแต่ละช่วงอุณหภูมินั้นสามารถตั้งเวลาได้ การทำงานจะเปลี่ยนอุณหภูมิ ระยะเวลา ตามโปรแกรมที่ตั้งไว้ หมุนเวียนกันไปนับเป็นจำนวนรอบ โดยในช่วงอุณหภูมิและระยะเวลาที่แตกต่างกันจะส่งผลต่อตัวอย่าง DNA ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงขึ้นในหลายลักษณะ เทคนิคที่ใช้ในการเพิ่มปริมาณ DNA ขึ้นในหลอดทดลอง เรียกว่าเทคนิคพีซีอาร์ หรือ polymerase chain reaction เทคนิคนี้จะเพิ่มปริมาณ DNA ขึ้นโดยอาศัยหลักการการจำลองตัวเอง ในธรรมชาติ DNA จะอยู่เป็นสายคู่บิดเกลียววนขวา ประกอบด้วยเบส A T C และ G การเพิ่มปริมาณ DNA ในหลอดทดลองจะมี 3 ขั้นตอนคือ

1)      Denaturation เป็นการแยกสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจากสภาพที่เป็นเส้นคู่ให้เป็นเส้นเดี่ยวโดยใช้อุณหภูมิในช่วง 92-95 องศาเซลเซียส

2)      Annealing เป็นขั้นตอนที่ลดอุณหภูมิลงอยู่ในช่วง 50-60 องศาเซลเซียส และใช้ไพรเมอร์ซึ่งเป็นดีเอ็นเอสายสั้น ๆ (ประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์จำนวน 17-24 เบส) ที่มีลำดับเบสเป็นเข้าคู่กับสายดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบจับคู่กัน

3)      Extension เป็นขั้นตอนการสร้างดีเอ็นเอสายใหม่โดยสังเคราะห์ต่อจากส่วนปลายของไพรเมอร์ (ที่ใส่เข้าไปในขั้นที่สอง) ตามข้อมูลบนดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบแต่ละสายโดยอาศัยการทำงานของเอ็นไซม์ดีเอ็นเอโพลิเมอร์เรส (DNA polymerase) ซึ่งเอนไซม์นี้ทำงานได้ดีที่สุดที่อุณหภูมิ 72-75 องศาเซลเซียส

การทำ PCR ขั้นตอนที่ 1 ถึง 3 นับเป็นจำนวน 1 รอบ ให้ผลผลิตเป็นดีเอ็นเอสายคู่ที่มีลำดับเบสเป็นคู่สมกับดีเอ็นเอที่เป็นต้นแบบ เพิ่มขึ้นเป็นสองเท่า และเมื่อทำ PCR ขั้นตอนที่ 1 ถึง 3 หมุนเวียนไปอีกหลาย ๆ รอบ ปริมาณดีเอ็นเอจะเพิ่มขึ้นได้หลายเท่าทวีคูณ กล่าวคือปริมาณ DNA จะเพิ่มตามจำนวนรอบในการทำ PCR โดยปริมาณ DNA จะเท่า 2ⁿ เมื่อ n เท่ากับจำนวนรอบ

เทคนิค PCR นี้สามารนำไปใช้ประโยชน์ในการวิจัยด้านต่างๆ เช่นทางการแพทย์ ใช้ในการวินิจฉัยโรคต่าง ๆ ทั้งโรคติดเชื้อและโรคจากพันธุกรรม ได้แก่ การตรวจหาเชื้อไวรัสหรือแบคทีเรียที่เป็นสาเหตุของโรค ทำให้การวินิจฉัยโรคเพื่อป้องกันและรักษาเป็นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น ทางการเกษตร มีประโยชน์ต่อการตรวจวินิจฉัยโรคพืช การตรวจสอบสายพันธุ์พืช นอกจากนี้แล้วเทคนิคพีซีอาร์ ยังช่วยให้เข้าใจพันธุกรรมของเชื้อโรคพืช ตลอดจนการนำไปใช้ในการป้องกันกำจัดโรคพืชที่เกิดจากเชื้อรา แบคทีเรีย และไวรัส หรือเชื้อสาเหตุโรคอื่น ๆ