PCR iekārta|Vai tu tiešām saproti?

Nobela prēmijas laureāta PCR tehnoloģija

1993. gadā amerikāņu zinātnieks Muliss saņēma Nobela prēmiju ķīmijā, un viņa sasniegums bija PCR tehnoloģijas izgudrojums.PCR tehnoloģijas burvība ir šādās īpašībās: Pirmkārt, pastiprināmās DNS daudzums ir ārkārtīgi mazs, un teorētiski pastiprināšanai var izmantot vienu molekulu;otrkārt, amplifikācijas efektivitāte ir augsta, un mērķa gēna daudzums ir eksponenciāls.Pastiprināšana, vairāk nekā 10 miljonus reižu dažu stundu laikā.Tagad PCR instruments ir plaši izmantots dzīvības zinātnes pētniecībā un daudzos citos aspektos.

Dažādiem termocikleru modeļiem un ražotājiem var būt atšķirīga veiktspēja un atkārtojamība.Šīs atšķirības ietekmē ne tikai PCR efektivitāti, bet arī iegūto datu precizitāti un konsekvenci.Izpratne par PCR iekārtas funkcijām var mums palīdzēt maksimāli palielināt mūsu eksperimentu panākumus.

Apkures modulis

Termociklera temperatūras precizitāte var būt izšķiroša PCR veiksmīgai vai neveiksmei.Lai iegūtu ticamus un reproducējamus PCR rezultātus, ļoti svarīga ir arī sildīšanas bloka temperatūras konsekvence.

Viens no veidiem, kā nodrošināt termisko precizitāti, ir bieži pārbaudīt, izmantojot temperatūras pārbaudes komplektus, un pēc vajadzības veikt atkārtotu kalibrēšanu, ko veic apmācīts speciālists.Temperatūras pārbaudes testus parasti izmanto, lai:

Precizitāte no akas līdz aukai attiecībā pret iestatīto temperatūru izotermiskā režīmā

Precizitāte no labi, attiecībā pret iestatīto temperatūru pēc temperatūras pārveidošanas

Siltuma vāka temperatūras precizitāte

Grunts atlaidināšanas temperatūras kontrole

Gradienta temperatūras kontrole ir PCR instrumenta funkcija, kas atvieglo primeru atkausēšanas optimizāciju PCR.Gradienta iestatījuma mērķis ir panākt dažādas temperatūras starp moduļiem un, temperatūrai paaugstinoties un samazinoties par ≥2°C starp katru kolonnu, vienlaikus var testēt dažādas temperatūras, lai iegūtu optimālo grunts atlaidināšanas temperatūru.Teorētiski patiess gradients nodrošina lineāru temperatūru starp moduļiem.

Tomēr tradicionālie gradienta termiskie cikli parasti izmanto vienu termisko bloku un kontrolē temperatūru, izmantojot divus sildīšanas un dzesēšanas elementus, kas atrodas abos galos, kā rezultātā bieži ir šādi ierobežojumi:

Var iestatīt tikai divas temperatūras: augstā un zemā temperatūra grunts atlaidināšanai ir iestatīta abos termiskā moduļa galos, un precīzu citu temperatūru iestatīšanu starp moduli nevar sasniegt.

Siltuma apmaiņas dēļ starp dažādām kolonnām temperatūra starp dažādiem moduļa reģioniem, visticamāk, sekos sigmoidālai līknei, nevis patiesam lineāram gradientam.

Parauga temperatūra

Termiskā ciklera spēja kontrolēt parauga temperatūru ir ļoti svarīga PCR rezultātu precizitātei.Instrumentam raksturīgi parametri, piemēram, rampas ātrums, turēšanas laiki un algoritmi, ir būtiski, lai prognozētu parauga temperatūru.

PCR iekārtas sildīšanas un dzesēšanas ātrums nozīmē, ka temperatūra mainās starp PCR posmiem, kas notiek noteiktā laika periodā.Tā kā siltuma pārnešanai no moduļa uz paraugu ir vajadzīgs zināms laiks, faktiskais parauga sildīšanas un dzesēšanas ātrums būs lēnāks.Tāpēc temperatūras maiņas ātruma definīcija ir jānošķir un jāsaprot.

Maksimālais vai maksimālais moduļa rampas ātrums atspoguļo ātrākās temperatūras izmaiņas, ko modulis var sasniegt ļoti īsā laika posmā rampas laikā.

Vidējais bloka rampas ātrums atspoguļo temperatūras izmaiņu ātrumu ilgākā laika periodā un nodrošinās reprezentatīvāku PCR iekārtas ātruma mērījumu.

Maksimālais parauga sildīšanas un dzesēšanas ātrums un vidējais parauga sildīšanas un dzesēšanas ātrums atspoguļo parauga iegūto faktisko temperatūru.Parauga sildīšanas un dzesēšanas ātrums nodrošinās precīzāku PCR iekārtas veiktspējas salīdzinājumu un tās iespējamo ietekmi uz PCR rezultātiem.

Veicot ciklera nomaiņu, ieteicams izmantot instrumentu ar rampas ātruma programmu, kas simulē iepriekšējo režīmu, lai atvieglotu nomaiņu un minimālu ietekmi uz PCR atkārtojamību.

Termiskais cikleris ir jāprojektē tā, lai veiktu darbības tikai pēc tam, kad paraugs sasniedz iestatīto temperatūru.Tādā veidā laiks, kurā paraugs tiek uzturēts iestatītajā temperatūrā, tiks precīzāk uzturēts atbilstoši darbības procedūrā nepieciešamajiem cikla apstākļiem.

Termiskie cikli bieži izmanto sarežģītus matemātiskos algoritmus, lai nodrošinātu, ka paraugi var ātri sasniegt iestatīto temperatūru saskaņā ar iepriekš iestatītu programmu.Pamatojoties uz reakcijas sistēmas tilpumu un izmantotās PCR plastmasas biezumu, algoritms var paredzēt parauga temperatūru un laiku, kas nepieciešams, lai sasniegtu iestatīto temperatūru.Paļaujoties uz šiem algoritmiem, termiskā ciklera sildīšanas vai dzesēšanas procesā bloka temperatūra parasti pārsniegs iestatīto vērtību, izmantojot procesu, ko sauc par termiskā bloka pārsniegšanu vai nepietiekamību.Šāda iestatīšana nodrošina, ka paraugs pēc iespējas ātrāk sasniedz iestatīto temperatūru, nepārkāpjot vai nesamazinot sevi.

Eksperimentālā caurlaidspēja

Faktori, kas var palielināt termociklera caurlaidspēju, ietver rampas ātrumu, termisko bloku konfigurācijas un automatizācijas platformu integrāciju.

Termociklera sildīšanas un dzesēšanas ātrums atspoguļo ātrumu, ar kādu tas sasniedz iestatīto temperatūru.Jo ātrāk temperatūra paaugstinās un pazeminās, jo ātrāk darbosies PCR, kas nozīmē, ka noteiktā laika periodā var pabeigt vairāk eksperimentu.Turklāt eksperimentus var paātrināt, izmantojot ātrākas DNS polimerāzes.

Termiskā ciklera moduļa dizains ir ļoti svarīgs arī PCR eksperimentiem.Piemēram, nomaināmi moduļi nodrošina elastību attiecībā uz paraugu skaitu vienā gājienā.Turklāt sildīšanas moduļi ar atsevišķi vadāmiem moduļiem ir ideāli piemēroti dažādu PCR programmu vienlaicīgai palaišanai vienā termiskajā ciklā.

Automatizētai augstas caurlaidības PCR programmatūrai, kas kontrolē pipetes apstrādes sistēmu, jābūt programmējamai un saderīgai.Automatizētās sistēmas ir ideāli piemērotas augstas caurlaidības PCR reakciju veikšanai, jo tās var darbināt nepārtraukti ar nelielu cilvēka iejaukšanos, tādējādi samazinot manuālai eksperimentālai iestatīšanai nepieciešamo laiku un palielinot reakciju skaitu noteiktā laika periodā.

Termocikleru uzticamība, izturība un kvalitātes nodrošināšana

Papildus veiktspējas un caurlaidspējas iespējām PCR iekārtai jāspēj izturēt arī noteiktu atkārtotu lietošanu, vides stresu un transportēšanas apstākļus.Daži ražotāji var ziņot par to, kā instruments veic uzticamības un izturības testus.Atbilstošā PCR instrumenta noteikšana ietver:

Uzticamība. Mehāniskās iekārtas tiek izmantotas, lai veiktu atkārtotas pārbaudes bieži lietotām instrumentu sastāvdaļām, piemēram, termiskajiem vākiem, vadības paneļiem/skārienjutīgajiem ekrāniem un temperatūras cikla moduļiem.

Apkārtējās vides spiediens: vides kameras var izmantot, lai modelētu dažādus ikdienas eksperimentu apstākļus, piemēram, temperatūru, mitrumu.

Nosūtīšanas pārbaude: var veikt intensīvu triecienu un vibrācijas pārbaudi saskaņā ar Starptautiskās drošības kuģniecības asociācijas standartiem, lai nodrošinātu, ka instruments var nonākt nebojātos darbības apstākļos.

Garantija un serviss PCR iekārtas apkopei

Neraugoties uz stingrām uzticamības un izturības pārbaudēm, termocikleriem instrumenta darbības laikā neizbēgami rodas tehniskas problēmas.Lai nodrošinātu sirdsmieru, iegādājoties instrumentu, jāņem vērā ražotāja garantija, serviss un apkope.

Pakalpojumu elastība, piemēram, apkope uz vietas/atgriešana uz rūpnīcu, attālās uzraudzības pakalpojumi un nomaiņas instrumenti apkopes procesā utt., lai samazinātu ietekmi uz darba efektivitāti.

Garantijas perioda ilgums, servisa izpildes laiks, tehniskā atbalsta pieejamība un profesionālā atbalsta personāla prasmes.

Instrumentu uzstādīšanas, darbības, sadarbības un verifikācijas iespējamība, lai nodrošinātu atbilstību laboratorijas un ar to saistītajām normatīvajām prasībām.Ir pieejami apkopes pakalpojumi, piemēram, temperatūras pārbaude, testēšana un kalibrēšana, lai nodrošinātu, ka instruments darbojas pareizi ar atbilstošiem parametriem.

Saistītie produkti: