PCR masin | Kas sa tõesti mõistad?

Nobeli preemia võitnud PCR-tehnoloogia

1993. aastal sai Ameerika teadlane Mulis Nobeli keemiapreemia ja tema saavutuseks oli PCR-tehnoloogia leiutamine.PCR-tehnoloogia võlu seisneb järgmistes omadustes: Esiteks on amplifitseeritava DNA kogus äärmiselt väike ja teoreetiliselt saab amplifitseerimiseks kasutada ühte molekuli;teiseks on amplifikatsiooni efektiivsus kõrge ja sihtgeeni hulk eksponentsiaalne.Võimendus, enam kui 10 miljonit korda mõne tunni jooksul.Nüüd on PCR-i instrumenti laialdaselt kasutatud bioteaduste uuringutes ja paljudes muudes aspektides.

Erinevatel termotsükleri mudelitel ja tootjatel võib olla erinev jõudlus ja korratavus.Need erinevused ei mõjuta mitte ainult PCR tõhusust, vaid ka saadud andmete täpsust ja järjepidevust.PCR-masina funktsioonide mõistmine võib aidata meil katsete edukust maksimeerida.

Küttemoodul

Termotsükleri temperatuuri täpsus võib olla PCR õnnestumise või ebaõnnestumise jaoks otsustav.Usaldusväärsete ja reprodutseeritavate PCR-tulemuste saamiseks on oluline ka kuumutusploki temperatuuri ühtsus hästi süvendisse.

Üks võimalus termilise täpsuse tagamiseks on sagedased testid, kasutades temperatuuri kontrollkomplekte, ja vajaduse korral uuesti kalibreerimine, mida teeb väljaõppinud spetsialist.Temperatuuri kontrollimise teste kasutatakse tavaliselt:

Kaevust süvendisse täpsus seatud temperatuuri suhtes isotermilises režiimis

Kaevust süvendisse täpsus seatud temperatuuri suhtes pärast temperatuuri teisendamist

Kuumutuskaane temperatuuri täpsus

Praimeri lõõmutamise temperatuuri reguleerimine

Gradiendi temperatuuri juhtimine on PCR-instrumendi funktsioon, mis hõlbustab praimeri anniilimise optimeerimist PCR-is.Gradiendi seadistuse eesmärk on saavutada moodulite vahel erinevad temperatuurid ning ≥2°C temperatuuri tõus ja langus iga kolonni vahel saab katsetada üheaegselt erinevaid temperatuure, et saada optimaalne praimeri anniilimistemperatuur.Teoreetiliselt saavutab tõeline gradient moodulitevahelise lineaarse temperatuuri.

Kuid tavapärased gradienttermotsüklirid kasutavad tavaliselt ühte termoplokki ja reguleerivad temperatuuri kahe mõlemas otsas paikneva kütte- ja jahutuselemendi kaudu, mille tulemuseks on sageli järgmised piirangud:

Seadistada saab ainult kahte temperatuuri: praimeri lõõmutamise kõrge ja madal temperatuur on seatud termomooduli mõlemasse otsa ning teiste temperatuuride täpset seadistamist ei ole võimalik mooduli vahel saavutada.

Erinevate veergude vahelise soojusvahetuse tõttu järgib temperatuur mooduli erinevate piirkondade vahel tõenäolisemalt sigmoidset kõverat, mitte tõelist lineaarset gradienti.

Proovi temperatuur

Termotsükleri võime kontrollida proovi temperatuuri on PCR-i tulemuste täpsuse seisukohalt väga oluline.Seadmespetsiifilised parameetrid, nagu rambikiirused, ooteajad ja algoritmid, on proovi temperatuuri ennustamisel kriitilise tähtsusega.

PCR-masina kuumutamise ja jahutamise kiirus tähendab, et temperatuur muutub teatud aja jooksul toimuvate PCR-etappide vahel.Kuna soojuse ülekandmine moodulist proovile võtab teatud aja, on proovi tegelik kuumenemine ja jahutamine aeglasem.Seetõttu tuleb temperatuuri muutumise kiiruse määratlust eristada ja mõista.

Mooduli maksimaalne või tippkiirus tähistab kiireimat temperatuurimuutust, mille moodul suudab rambi jooksul väga lühikese aja jooksul saavutada.

Ploki keskmine kiirus näitab temperatuuri muutumise kiirust pikema aja jooksul ja annab PCR-seadme kiiruse representatiivsema mõõtmise.

Proovi maksimaalne kuumutamis- ja jahutamiskiirus ning keskmine proovi kuumutamise ja jahutamise kiirus peegeldavad prooviga saadud tegelikku temperatuuri.Proovi kuumutamise ja jahutamise kiirus võimaldab täpsemalt võrrelda PCR-seadme jõudlust ja selle võimalikku mõju PCR-tulemustele.

Tsükleri asendamisel on soovitatav kasutada kaldkiiruse programmiga instrumenti, mis simuleerib eelmist režiimi, et hõlbustada asendamist ja minimeerida PCR-i korratavust.

Termotsükler peaks olema konstrueeritud nii, et see ajastab samme alles pärast seda, kui proov saavutab seatud temperatuuri.Sel viisil hoitakse aega, mille jooksul proovi hoitakse seatud temperatuuril, täpsemalt tööprotseduuris nõutavate vastavate tsüklitingimustega.

Termotsüklerid kasutavad sageli keerulisi matemaatilisi algoritme tagamaks, et proovid jõuavad vastavalt eelseadistatud programmile kiiresti seatud temperatuurini.Reaktsioonisüsteemi mahu ja kasutatud PCR-plastide paksuse põhjal saab algoritm ennustada proovi temperatuuri ja aega, mis kulub määratud temperatuurini jõudmiseks.Nendele algoritmidele tuginedes ületab ploki temperatuur termilise tsükleri kütte- või jahutamisprotsessi ajal tavaliselt määratud väärtust protsessi, mida nimetatakse termilise ploki üle- või alalöögiks.Selline seadistus tagab, et proov saavutab seatud temperatuuri nii kiiresti kui võimalik, ilma ennast üle- või alasütimiseta.

Eksperimentaalne läbilaskevõime

Termotsükleri läbilaskevõimet võivad suurendada tegurid, sealhulgas kaldteekiirused, termoploki konfiguratsioonid ja automatiseerimisplatvormide integreerimine.

Termotsükleri kütte- ja jahutuskiirus tähistab kiirust, millega see saavutab määratud temperatuuri.Mida kiiremini temperatuur tõuseb ja langeb, seda kiiremini PCR töötab, mis tähendab, et antud aja jooksul saab teha rohkem katseid.Lisaks saab katseid kiirendada kiiremate DNA polümeraaside kasutamisega.

Termotsükleri mooduli disain on samuti PCR-katsete jaoks ülioluline.Näiteks võimaldavad vahetatavad moodulid paindlikkust proovide arvu osas tsükli kohta.Lisaks sobivad individuaalselt juhitavate moodulitega küttemoodulid ideaalselt erinevate PCR-programmide samaaegseks käitamiseks ühel termotsükleril.

Automatiseeritud suure läbilaskevõimega PCR-i jaoks peaks pipeteerimise käsitsemissüsteemi kontrolliv tarkvara olema programmeeritav ja ühilduv.Automatiseeritud süsteemid on ideaalsed suure läbilaskevõimega PCR-reaktsioonide läbiviimiseks, kuna neid saab pidevalt käivitada vähese inimese sekkumisega, minimeerides sellega käsitsi eksperimentaalseks seadistamiseks kuluvat aega ja suurendades reaktsioonide arvu antud ajaperioodi jooksul.

Termotsükleri töökindlus, vastupidavus ja kvaliteedi tagamine

Lisaks jõudlusele ja läbilaskevõimele peaks PCR-seade vastu pidama ka teatud korduvale kasutamisele, keskkonnamõjudele ja transporditingimustele.Mõned tootjad võivad anda aru selle kohta, kuidas instrument töökindluse ja vastupidavuse teste sooritab.Vastav PCR-instrumendi tuvastamine hõlmab:

Usaldusväärsus: mehaanilisi seadmeid kasutatakse korduvate katsete tegemiseks sageli kasutatavate instrumendi komponentidega, nagu termokaaned, juhtpaneelid/puuteekraanid ja temperatuuritsükli moodulid.

Ümbritsev rõhk: keskkonnakambreid saab kasutada tavapäraste katsete erinevate tingimuste, näiteks temperatuuri, niiskuse, simuleerimiseks.

Transpordikatsed: Rahvusvahelise Ohutusveo Assotsiatsiooni standardite kohaselt saab läbi viia intensiivse löögi- ja vibratsioonikatsetuse, et tagada seadme jõudmine kahjustamata töötingimustesse.

Garantii ja hooldus PCR masina hooldusele

Hoolimata rangest töökindluse ja vastupidavuse testimisest, tekivad termotsükleritel instrumendi eluea jooksul paratamatult tehnilisi probleeme.Meelerahu huvides tuleks instrumendi ostmisel arvestada tootjapoolse garantii, hoolduse ja hooldusega.

Teenuste, nagu kohapealne/tehasesse tagastamine, kaugseireteenused ja hooldusprotsessis kasutatavate asendusinstrumentide jms paindlikkus, et vähendada mõju töö efektiivsusele.

Garantiiperioodi pikkus, teenuse tööaeg, tehnilise toe kättesaadavus ja professionaalse tugipersonali oskused.

Seadme paigaldamise, kasutamise, koostöö ja kontrolli teostatavus, et täita laboratoorseid ja sellega seotud regulatiivseid nõudeid.Saadaval on hooldusteenused, nagu temperatuuri kontrollimine, testimine ja kalibreerimine, et tagada seadme nõuetekohane toimimine vastavate parameetritega.

Seotud tooted: