PCR mašina|Da li stvarno razumete?

PCR tehnologija dobitnik Nobelove nagrade

Američki naučnik Mulis je 1993. godine dobio Nobelovu nagradu za hemiju, a njegovo dostignuće je pronalazak PCR tehnologije.Magija PCR tehnologije je u sledećim karakteristikama: Prvo, količina DNK koja se amplificira je izuzetno mala, a teoretski se jedan molekul može koristiti za amplifikaciju;drugo, efikasnost amplifikacije je visoka, a količina ciljnog gena je eksponencijalna.Pojačanje, više od 10 miliona puta u nekoliko sati.Sada se PCR instrument naširoko koristi u istraživanju prirodnih nauka i mnogim drugim aspektima.

Različiti modeli i proizvođači termociklera mogu pokazati različite performanse i ponovljivost.Ove razlike utiču ne samo na efikasnost PCR-a, već i na tačnost i konzistentnost dobijenih podataka.Razumijevanje karakteristika PCR mašine može nam pomoći da maksimiziramo uspjeh naših eksperimenata.

Modul grijanja

Preciznost temperature termociklera može biti odlučujuća za uspjeh ili neuspjeh PCR-a.Konzistentnost temperature od bunara do bunara na grejnom bloku je takođe kritična za dobijanje pouzdanih i ponovljivih PCR rezultata.

Jedan od načina da se osigura termička točnost je da se često testiraju pomoću kompleta za verifikaciju temperature i rekalibracija po potrebi od strane obučenog stručnjaka.Testovi za provjeru temperature obično se koriste za:

Tačnost od bunara do bušotine u odnosu na zadatu temperaturu u izotermnom režimu

Tačnost od bunara do bušotine u odnosu na zadatu temperaturu nakon konverzije temperature

Preciznost temperature poklopca

Kontrola temperature žarenja prajmera

Kontrola gradijenta temperature je funkcija PCR instrumenta koji olakšava optimizaciju žarenja prajmera u PCR-u.Svrha podešavanja gradijenta je postizanje različitih temperatura između modula, a povećanjem i padom temperature od ≥2°C između svake kolone, različite temperature se mogu testirati istovremeno kako bi se dobila optimalna temperatura žarenja prajmera.Teoretski, pravi gradijent postiže linearnu temperaturu između modula.

Međutim, konvencionalni termocikleri s gradijentom obično koriste jedan termalni blok i kontroliraju temperaturu kroz dva elementa za grijanje i hlađenje smještena na oba kraja, što često rezultira sljedećim ograničenjima:

Mogu se podesiti samo dvije temperature: visoka i niska temperatura za žarenje prajmera su postavljene na oba kraja termalnog modula, a precizno podešavanje drugih temperatura nije moguće postići između modula

Zbog razmjene toplote između različitih kolona, ​​veća je vjerovatnoća da će temperatura između različitih regija na modulu pratiti sigmoidalnu krivu nego pravi linearni gradijent.

Temperatura uzorka

Sposobnost termociklera da kontroliše temperaturu uzorka je veoma važna za tačnost PCR rezultata.Parametri specifični za instrument, kao što su rampe, vremena zadržavanja i algoritmi su kritični za predviđanje temperature uzorka.

Brzina zagrevanja i hlađenja PCR mašine znači da se temperatura menja između PCR koraka koji se dešavaju tokom određenog vremenskog perioda.Budući da je potrebno određeno vrijeme da se toplina prenese od modula do uzorka, stvarna brzina zagrijavanja i hlađenja uzorka će biti sporija.Stoga, definiciju brzine promjene temperature treba razlikovati i razumjeti.

Maksimalna ili vršna brzina rampe modula predstavlja najbržu promjenu temperature koju modul može postići u vrlo malom vremenskom periodu tokom rampe.

Prosječna brzina blok rampe predstavlja brzinu promjene temperature tokom dužeg vremenskog perioda i pružit će reprezentativniju mjeru brzine PCR mašine.

Maksimalna brzina zagrijavanja i hlađenja uzorka i prosječna brzina zagrijavanja i hlađenja uzorka odražavaju stvarnu temperaturu dobivenu uzorkom.Brzina zagrijavanja i hlađenja uzorka omogućit će preciznije poređenje performansi PCR mašine i njenog potencijalnog uticaja na PCR rezultate.

Prilikom zamjene ciklusa preporučuje se korištenje instrumenta sa programom rampe koji simulira prethodni način rada radi lakše zamjene i minimalnog utjecaja na ponovljivost PCR-a.

Termički ciklus bi trebao biti dizajniran da mjeri korake tek nakon što uzorak dostigne postavljenu temperaturu.Na ovaj način će se vrijeme održavanja uzorka na zadanoj temperaturi preciznije održavati uz odgovarajuće uvjete ciklusa koji su potrebni u radnoj proceduri.

Termalni ciklusi često koriste složene matematičke algoritme kako bi osigurali da uzorci mogu brzo postići zadanu temperaturu prema unaprijed postavljenom programu.Na osnovu zapremine reakcionog sistema i debljine korišćene PCR plastike, algoritam može predvideti temperaturu uzorka i vreme koje će biti potrebno da se postigne zadata temperatura.Oslanjajući se na ove algoritme, tokom procesa grijanja ili hlađenja termalnog ciklusa, temperatura bloka će obično premašiti postavljenu vrijednost kroz proces koji se naziva prekoračenje ili podniženje termičkog bloka.Takva postavka osigurava da uzorak dostigne postavljenu temperaturu što je brže moguće bez prekoračenja ili nižeg nivoa.

Eksperimentalna propusnost

Faktori koji mogu povećati propusnost termičkog ciklusa uključuju brzine kretanja, konfiguracije termalnih blokova i integraciju platformi za automatizaciju.

Brzina grijanja i hlađenja termalnog ciklusa predstavlja brzinu kojom postiže zadanu temperaturu.Što je brži porast i pad temperature, to će se PCR brže izvoditi, što znači da se više eksperimenata može završiti u datom vremenskom periodu.Osim toga, eksperimenti se mogu ubrzati korištenjem bržih DNK polimeraza.

Dizajn termalnog ciklusnog modula je takođe ključan za PCR eksperimente.Na primjer, zamjenjivi moduli omogućavaju fleksibilnost u broju uzoraka po vožnji.Osim toga, moduli za grijanje sa modulima koji se mogu pojedinačno kontrolirati su idealni za istovremeno pokretanje različitih PCR programa na jednom termalnom ciklusu.

Za automatizovani PCR visokog protoka, softver koji kontroliše sistem za rukovanje pipetiranjem treba da bude programabilan i kompatibilan.Automatski sistemi su idealni za izvođenje PCR reakcija velike propusnosti jer se mogu izvoditi kontinuirano uz malo ljudske intervencije, čime se minimizira vrijeme potrebno za ručno eksperimentalno postavljanje i povećava broj reakcija u datom vremenskom periodu.

Pouzdanost, trajnost i osiguranje kvaliteta termociklera

Pored performansi i mogućnosti protoka, PCR mašina bi takođe trebala biti u stanju da izdrži određene ponovljene upotrebe, stres okoline i uslove transporta.Neki proizvođači mogu izvestiti o tome kako instrument obavlja testove pouzdanosti i izdržljivosti.Odgovarajuća detekcija PCR instrumenta uključuje:

Pouzdanost: Mehaničke platforme se koriste za izvođenje ponovljenih testova na komponentama instrumenta koje se često koriste kao što su termalni poklopci, kontrolne ploče/ekrani na dodir i moduli za cikliranje temperature.

Pritisak okoline: Komore okoline mogu se koristiti za simulaciju različitih uslova rutinskih eksperimenata, kao što su temperatura, vlažnost.

Testiranje transporta: Intenzivno testiranje na udarce i vibracije može se izvršiti u skladu sa standardima Međunarodnog udruženja za sigurnost otpreme kako bi se osiguralo da instrument može stići u neoštećenim radnim uvjetima.

Garancija i servis za održavanje PCR aparata

Uprkos rigoroznom testiranju pouzdanosti i izdržljivosti, termocikleri neizbežno imaju tehničke probleme tokom životnog veka instrumenta.Radi mira, prilikom kupovine instrumenta treba uzeti u obzir garanciju proizvođača, servis i održavanje.

Fleksibilnost usluga kao što su održavanje na licu mjesta/povratak u tvornicu, usluge daljinskog nadzora i zamjenski instrumenti u procesu održavanja, itd., kako bi se smanjio utjecaj na efikasnost rada.

Dužina garantnog roka, vrijeme trajanja servisa, dostupnost tehničke podrške i vještine stručnog osoblja za podršku.

Izvodljivost instalacije, rada, saradnje i verifikacije instrumenata kako bi se ispunili laboratorijski i srodni regulatorni zahtjevi.Dostupne su usluge održavanja kao što su provjera temperature, testiranje i kalibracija kako bi se osiguralo da instrument radi ispravno s odgovarajućim parametrima.

Srodni proizvodi: