PCR stroj|Naozaj rozumiete?

Technológia PCR ocenená Nobelovou cenou

V roku 1993 dostal americký vedec Mulis Nobelovu cenu za chémiu a jeho úspechom bol vynález technológie PCR.Kúzlo technológie PCR je v nasledujúcich charakteristikách: Po prvé, množstvo DNA, ktoré sa má amplifikovať, je extrémne malé a teoreticky je možné na amplifikáciu použiť jednu molekulu;po druhé, účinnosť amplifikácie je vysoká a množstvo cieľového génu je exponenciálne.Zosilnenie, viac ako 10 miliónov krát za pár hodín.Teraz je nástroj PCR široko používaný vo výskume biologických vied a mnohých ďalších aspektoch.

Rôzne modely a výrobcovia termocyklerov môžu vykazovať rôzny výkon a opakovateľnosť.Tieto rozdiely ovplyvňujú nielen účinnosť PCR, ale aj presnosť a konzistentnosť získaných údajov.Pochopenie funkcií stroja PCR nám môže pomôcť maximalizovať úspech našich experimentov.

Vykurovací modul

Presnosť teploty termocykléra môže byť rozhodujúca pre úspech alebo zlyhanie PCR.Na získanie spoľahlivých a reprodukovateľných výsledkov PCR je dôležitá aj konzistentnosť teploty medzi jamkami na zahrievacom bloku.

Jedným zo spôsobov, ako zabezpečiť tepelnú presnosť, je časté testovanie pomocou súprav na overenie teploty a prekalibrovanie podľa potreby vyškoleným odborníkom.Testy na overenie teploty sa zvyčajne používajú na:

Presnosť medzi studňami vzhľadom na nastavenú teplotu v izotermickom režime

Presnosť medzi studňami vzhľadom na nastavenú teplotu po konverzii teploty

Presnosť teploty ohrievacieho veka

Riadenie teploty žíhania základného náteru

Gradientová regulácia teploty je funkciou nástroja PCR, ktorá uľahčuje optimalizáciu anelácie primérov v PCR.Účelom nastavenia gradientu je dosiahnuť rôzne teploty medzi modulmi a pri náraste a poklese teploty o ≥2 °C medzi jednotlivými kolónami možno súčasne testovať rôzne teploty, aby sa získala optimálna teplota žíhania priméru.Teoreticky skutočný gradient dosahuje lineárnu teplotu medzi modulmi.

Bežné gradientové tepelné cykléry však zvyčajne využívajú jeden tepelný blok a riadia teplotu pomocou dvoch vykurovacích a chladiacich prvkov umiestnených na oboch koncoch, čo často vedie k nasledujúcim obmedzeniam:

Je možné nastaviť len dve teploty: vysoká a nízka teplota pre žíhanie základného náteru sa nastavuje na oboch koncoch tepelného modulu a medzi modulmi nie je možné dosiahnuť presné nastavenie iných teplôt.

V dôsledku výmeny tepla medzi rôznymi stĺpcami je pravdepodobnejšie, že teplota medzi rôznymi oblasťami modulu bude sledovať skôr sigmoidálnu krivku ako skutočný lineárny gradient.

Teplota vzorky

Schopnosť termocykléra kontrolovať teplotu vzorky je veľmi dôležitá pre presnosť výsledkov PCR.Parametre špecifické pre prístroj, ako sú rýchlosti rampy, časy zdržania a algoritmy, sú rozhodujúce pre predpovedanie teploty vzorky.

Rýchlosť zahrievania a chladenia stroja PCR znamená, že sa teplota medzi krokmi PCR, ktoré sa vyskytujú počas určitého časového obdobia, mení.Pretože prenos tepla z modulu do vzorky trvá určitý čas, skutočná rýchlosť ohrevu a ochladzovania vzorky bude pomalšia.Preto je potrebné rozlišovať a pochopiť definíciu rýchlosti zmeny teploty.

Maximálna alebo špičková rýchlosť rampy modulu predstavuje najrýchlejšiu zmenu teploty, ktorú môže modul dosiahnuť počas veľmi krátkeho časového úseku počas rampy.

Priemerná rýchlosť blokovania predstavuje rýchlosť zmeny teploty počas dlhšieho časového obdobia a poskytne reprezentatívnejšiu mieru rýchlosti stroja PCR.

Maximálna rýchlosť ohrevu a ochladzovania vzorky a priemerná rýchlosť ohrevu a ochladzovania vzorky odrážajú skutočnú teplotu získanú vzorkou.Rýchlosť ohrevu a chladenia vzorky poskytne presnejšie porovnanie výkonu zariadenia PCR a jeho potenciálneho vplyvu na výsledky PCR.

Pri výmene cykléra sa odporúča použiť prístroj s programom rampovej rýchlosti, ktorý simuluje predchádzajúci režim pre jednoduchšiu výmenu a minimálny vplyv na opakovateľnosť PCR.

Tepelný cyklovač by mal byť navrhnutý tak, aby načasoval kroky až potom, čo vzorka dosiahne nastavenú teplotu.Týmto spôsobom bude čas, počas ktorého sa vzorka udržiava na nastavenej teplote, presnejšie udržiavaný s príslušnými podmienkami cyklu požadovanými v prevádzkovom postupe.

Tepelné cyklovače často používajú zložité matematické algoritmy, aby sa zabezpečilo, že vzorky môžu rýchlo dosiahnuť nastavenú teplotu podľa vopred nastaveného programu.Na základe objemu reakčného systému a hrúbky použitých plastov PCR môže algoritmus predpovedať teplotu vzorky a čas potrebný na dosiahnutie nastavenej teploty.Spoliehajúc sa na tieto algoritmy počas procesu zahrievania alebo chladenia tepelného cyklovača teplota bloku zvyčajne prekročí nastavenú hodnotu prostredníctvom procesu nazývaného prekročenie alebo podkmitnutie tepelného bloku.Takéto nastavenie zaisťuje, že vzorka dosiahne nastavenú teplotu tak rýchlo, ako je to možné, bez toho, aby sa sama prestrelila alebo podstrelila.

Experimentálna priepustnosť

Faktory, ktoré môžu zvýšiť priepustnosť tepelného cyklovača, zahŕňajú rýchlosť rampy, konfigurácie tepelného bloku a integráciu automatizačných platforiem.

Rýchlosť ohrevu a chladenia tepelného cyklovača predstavuje rýchlosť, pri ktorej dosiahne nastavenú teplotu.Čím rýchlejšie bude teplota stúpať a klesať, tým rýchlejšie bude prebiehať PCR, čo znamená, že v danom časovom období je možné dokončiť viac experimentov.Okrem toho možno experimenty urýchliť použitím rýchlejších DNA polymeráz.

Konštrukcia modulu tepelného cyklovača je tiež kľúčová pre experimenty PCR.Napríklad vymeniteľné moduly umožňujú flexibilitu v počte vzoriek na jeden cyklus.Okrem toho sú vykurovacie moduly s individuálne ovládateľnými modulmi ideálne na spustenie rôznych programov PCR súčasne na jednom termocykléri.

V prípade automatizovanej vysokovýkonnej PCR by mal byť softvér, ktorý riadi systém manipulácie s pipetami, programovateľný a kompatibilný.Automatizované systémy sú ideálne na vykonávanie vysokovýkonných PCR reakcií, pretože môžu prebiehať nepretržite s malým zásahom človeka, čím sa minimalizuje čas potrebný na manuálne nastavenie experimentu a zvyšuje sa počet reakcií v danom časovom období.

Spoľahlivosť, životnosť a zabezpečenie kvality termocyklerov

Okrem výkonu a priepustnosti by mal byť stroj PCR schopný vydržať aj určité opakované použitie, záťaž prostredia a podmienky prepravy.Niektorí výrobcovia môžu informovať o tom, ako prístroj vykonáva testy spoľahlivosti a životnosti.Príslušný nástroj na detekciu PCR zahŕňa:

Spoľahlivosť: Mechanické súpravy sa používajú na vykonávanie opakovaných testov často používaných komponentov prístroja, ako sú tepelné kryty, ovládacie panely/dotykové obrazovky a moduly na cyklovanie teploty.

Okolitý tlak: Komory prostredia možno použiť na simuláciu rôznych podmienok rutinných experimentov, ako je teplota, vlhkosť.

Testovanie pri preprave: Testovanie intenzívnymi otrasmi a vibráciami sa môže vykonávať podľa noriem International Safety Shipping Association, aby sa zabezpečilo, že prístroj príde v nepoškodených prevádzkových podmienkach.

Záruka a servis na údržbu stroja PCR

Napriek prísnemu testovaniu spoľahlivosti a odolnosti majú tepelné cyklovače počas životnosti prístroja nevyhnutne technické problémy.Pre pokoj mysle by ste pri kúpe prístroja mali zvážiť záruku, servis a údržbu výrobcu.

Flexibilita služieb, ako je údržba na mieste/návrat do továrne, služby vzdialeného monitorovania a výmena nástrojov v procese údržby atď., aby sa znížil vplyv na efektivitu práce.

Dĺžka záručnej doby, doba obrátky služby, dostupnosť technickej podpory a zručnosti profesionálneho personálu podpory.

Uskutočniteľnosť inštalácie, prevádzky, spolupráce a overovania prístroja na splnenie laboratórnych a súvisiacich regulačných požiadaviek.K dispozícii sú služby údržby, ako je overenie teploty, testovanie a kalibrácia, aby sa zabezpečilo, že prístroj funguje správne so zodpovedajúcimi parametrami.

Súvisiace produkty: