Μηχανή PCR|Αλήθεια καταλαβαίνετε;

Βραβευμένη με Νόμπελ τεχνολογία PCR

Το 1993, ο Αμερικανός επιστήμονας Mulis έλαβε το Νόμπελ Χημείας και το επίτευγμά του ήταν η εφεύρεση της τεχνολογίας PCR.Η μαγεία της τεχνολογίας PCR βρίσκεται στα ακόλουθα χαρακτηριστικά: Πρώτον, η ποσότητα του DNA που πρόκειται να ενισχυθεί είναι εξαιρετικά μικρή και θεωρητικά ένα μόριο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για ενίσχυση.Δεύτερον, η αποτελεσματικότητα ενίσχυσης είναι υψηλή και η ποσότητα του γονιδίου στόχου είναι εκθετική.Ενίσχυση, περισσότερες από 10 εκατομμύρια φορές σε λίγες ώρες.Τώρα το όργανο PCR έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως στην έρευνα της επιστήμης της ζωής και σε πολλές άλλες πτυχές.

Διαφορετικά μοντέλα και κατασκευαστές θερμικών κυκλωτών μπορεί να παρουσιάζουν διαφορετική απόδοση και επαναληψιμότητα.Αυτές οι διαφορές επηρεάζουν όχι μόνο την αποτελεσματικότητα της PCR αλλά και την ακρίβεια και τη συνέπεια των δεδομένων που λαμβάνονται.Η κατανόηση των χαρακτηριστικών της μηχανής PCR μπορεί να μας βοηθήσει να μεγιστοποιήσουμε την επιτυχία των πειραμάτων μας.

Μονάδα θέρμανσης

Η ακρίβεια της θερμοκρασίας του θερμικού κυκλωτή μπορεί να είναι καθοριστική για την επιτυχία ή την αποτυχία της PCR.Η σταθερότητα της θερμοκρασίας καλά-καλά στο θερμαντικό μπλοκ είναι επίσης κρίσιμη για την απόκτηση αξιόπιστων και αναπαραγώγιμων αποτελεσμάτων PCR.

Ένας τρόπος για να διασφαλίσετε τη θερμική ακρίβεια είναι να κάνετε συχνές δοκιμές χρησιμοποιώντας κιτ επαλήθευσης θερμοκρασίας και να επαναβαθμονομήσετε όπως απαιτείται από έναν εκπαιδευμένο επαγγελματία.Οι δοκιμές επαλήθευσης θερμοκρασίας χρησιμοποιούνται συνήθως για:

Ακρίβεια από καλά σε καλά σε σχέση με τη ρυθμισμένη θερμοκρασία σε ισοθερμική λειτουργία

Ακρίβεια από καλά σε καλά σε σχέση με τη ρυθμισμένη θερμοκρασία μετά τη μετατροπή της θερμοκρασίας

Ακρίβεια θερμοκρασίας καπακιού θερμότητας

Έλεγχος θερμοκρασίας ανόπτησης ασταριού

Ο έλεγχος θερμοκρασίας βαθμίδωσης είναι μια λειτουργία του οργάνου PCR που διευκολύνει τη βελτιστοποίηση της ανόπτησης εκκινητών στην PCR.Ο σκοπός της ρύθμισης κλίσης είναι να επιτευχθούν ποικίλες θερμοκρασίες μεταξύ των μονάδων και κατά ≥2°C αύξηση και πτώση θερμοκρασίας μεταξύ κάθε στήλης, μπορούν να δοκιμαστούν διαφορετικές θερμοκρασίες ταυτόχρονα για να επιτευχθεί η βέλτιστη θερμοκρασία ανόπτησης ασταριού.Θεωρητικά, μια πραγματική κλίση επιτυγχάνει γραμμική θερμοκρασία μεταξύ των μονάδων.

Ωστόσο, οι συμβατικοί θερμικοί κυκλοποιητές βαθμίδωσης χρησιμοποιούν συνήθως ένα μόνο θερμικό μπλοκ και ελέγχουν τη θερμοκρασία μέσω δύο στοιχείων θέρμανσης και ψύξης που βρίσκονται και στα δύο άκρα, με αποτέλεσμα συχνά τους ακόλουθους περιορισμούς:

Μπορούν να ρυθμιστούν μόνο δύο θερμοκρασίες: οι υψηλές και οι χαμηλές θερμοκρασίες για την ανόπτηση ασταριού ρυθμίζονται και στα δύο άκρα της θερμικής μονάδας και δεν μπορεί να επιτευχθεί ακριβής ρύθμιση άλλων θερμοκρασιών μεταξύ της μονάδας

Λόγω της ανταλλαγής θερμότητας μεταξύ των διαφορετικών στηλών, η θερμοκρασία μεταξύ διαφορετικών περιοχών στη μονάδα είναι πιο πιθανό να ακολουθεί μια σιγμοειδή καμπύλη παρά μια πραγματική γραμμική κλίση.

Θερμοκρασία δείγματος

Η ικανότητα του θερμικού κυκλωτή να ελέγχει τη θερμοκρασία του δείγματος είναι πολύ σημαντική για την ακρίβεια των αποτελεσμάτων της PCR.Οι ειδικές για το όργανο παράμετροι, όπως οι ρυθμοί ράμπας, οι χρόνοι αναμονής και οι αλγόριθμοι είναι κρίσιμες για την πρόβλεψη της θερμοκρασίας του δείγματος.

Ο ρυθμός θέρμανσης και ψύξης της μηχανής PCR σημαίνει ότι η θερμοκρασία αλλάζει μεταξύ των βημάτων PCR που συμβαίνουν σε μια συγκεκριμένη χρονική περίοδο.Δεδομένου ότι χρειάζεται ένα ορισμένο χρονικό διάστημα για να μεταφερθεί η θερμότητα από τη μονάδα στο δείγμα, ο πραγματικός ρυθμός θέρμανσης και ψύξης του δείγματος θα είναι πιο αργός.Ως εκ τούτου, ο ορισμός της ταχύτητας αλλαγής θερμοκρασίας πρέπει να διακριθεί και να γίνει κατανοητός.

Ο μέγιστος ή ο μέγιστος ρυθμός ράμπας της μονάδας αντιπροσωπεύει την ταχύτερη αλλαγή θερμοκρασίας που μπορεί να επιτύχει η μονάδα σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα κατά τη διάρκεια της ράμπας.

Ο μέσος ρυθμός ράμπας μπλοκ αντιπροσωπεύει τον ρυθμό μεταβολής της θερμοκρασίας για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα και θα παρέχει μια πιο αντιπροσωπευτική μέτρηση της ταχύτητας της μηχανής PCR.

Ο μέγιστος ρυθμός θέρμανσης και ψύξης του δείγματος και ο μέσος ρυθμός θέρμανσης και ψύξης του δείγματος αντικατοπτρίζουν την πραγματική θερμοκρασία που ελήφθη από το δείγμα.Ο ρυθμός θέρμανσης και ψύξης του δείγματος θα παρέχει μια πιο ακριβή σύγκριση της απόδοσης της μηχανής PCR και της πιθανής επίδρασής της στα αποτελέσματα της PCR.

Όταν εκτελείτε αντικατάσταση κυκλοποιητή, συνιστάται η χρήση οργάνου με πρόγραμμα ρυθμού ράμπας που προσομοιώνει την προηγούμενη λειτουργία για ευκολότερη αντικατάσταση και ελάχιστο αντίκτυπο στην επαναληψιμότητα της PCR.

Ο θερμικός κυκλοποιητής θα πρέπει να σχεδιάζεται για να χρονομετράει τα βήματα μόνο αφού το δείγμα φτάσει στην καθορισμένη θερμοκρασία.Με αυτόν τον τρόπο, ο χρόνος διατήρησης του δείγματος στην καθορισμένη θερμοκρασία θα διατηρηθεί με μεγαλύτερη ακρίβεια με τις αντίστοιχες συνθήκες κύκλου που απαιτούνται στη διαδικασία λειτουργίας.

Οι θερμικοί κυκλοποιητές χρησιμοποιούν συχνά πολύπλοκους μαθηματικούς αλγόριθμους για να διασφαλίσουν ότι τα δείγματα μπορούν να φτάσουν γρήγορα μια καθορισμένη θερμοκρασία σύμφωνα με ένα προκαθορισμένο πρόγραμμα.Με βάση τον όγκο του συστήματος αντίδρασης και το πάχος των πλαστικών PCR που χρησιμοποιούνται, ο αλγόριθμος μπορεί να προβλέψει τη θερμοκρασία του δείγματος και το χρόνο που θα χρειαστεί για να φτάσει στην καθορισμένη θερμοκρασία.Βασιζόμενοι σε αυτούς τους αλγόριθμους, κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης ή ψύξης του θερμικού κυκλωτή, η θερμοκρασία του μπλοκ θα υπερβαίνει συνήθως την καθορισμένη τιμή μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται υπέρβαση ή υποέκρουση θερμικού μπλοκ.Μια τέτοια ρύθμιση διασφαλίζει ότι το δείγμα φθάνει τη ρυθμισμένη θερμοκρασία όσο το δυνατόν γρηγορότερα χωρίς να υπερβεί ή να υποχωρήσει.

Πειραματική απόδοση

Οι παράγοντες που μπορούν να αυξήσουν την απόδοση ενός θερμικού κυκλωτή περιλαμβάνουν τους ρυθμούς ράμπας, τις διαμορφώσεις θερμικών μπλοκ και την ενοποίηση πλατφορμών αυτοματισμού.

Ο ρυθμός θέρμανσης και ψύξης του θερμικού κυκλωτή αντιπροσωπεύει την ταχύτητα με την οποία φθάνει στη ρυθμισμένη θερμοκρασία.Όσο πιο γρήγορα αυξάνεται και πέφτει η θερμοκρασία, τόσο πιο γρήγορα θα εκτελεστεί η PCR, πράγμα που σημαίνει ότι μπορούν να ολοκληρωθούν περισσότερα πειράματα σε μια δεδομένη χρονική περίοδο.Επιπλέον, τα πειράματα μπορούν να επιταχυνθούν με τη χρήση ταχύτερων πολυμερασών DNA.

Ο σχεδιασμός της μονάδας θερμικού κυκλοποιητή είναι επίσης κρίσιμος για τα πειράματα PCR.Για παράδειγμα, οι αντικαταστάσιμες μονάδες επιτρέπουν ευελιξία στον αριθμό των δειγμάτων ανά εκτέλεση.Επιπλέον, οι μονάδες θέρμανσης με ξεχωριστά ελεγχόμενες μονάδες είναι ιδανικές για την ταυτόχρονη εκτέλεση διαφορετικών προγραμμάτων PCR σε έναν θερμικό κυκλωτή.

Για την αυτοματοποιημένη PCR υψηλής απόδοσης, το λογισμικό που ελέγχει το σύστημα χειρισμού πιπέτας θα πρέπει να είναι προγραμματιζόμενο και συμβατό.Τα αυτοματοποιημένα συστήματα είναι ιδανικά για την εκτέλεση αντιδράσεων PCR υψηλής απόδοσης, επειδή μπορούν να εκτελούνται συνεχώς με μικρή ανθρώπινη παρέμβαση, ελαχιστοποιώντας έτσι τον χρόνο που απαιτείται για χειροκίνητη πειραματική εγκατάσταση και αυξάνοντας τον αριθμό των αντιδράσεων σε μια δεδομένη χρονική περίοδο.

Αξιοπιστία, Ανθεκτικότητα και Διασφάλιση Ποιότητας Θερμοκυκλωτών

Εκτός από τις δυνατότητες απόδοσης και απόδοσης, η μηχανή PCR θα πρέπει επίσης να μπορεί να αντέχει σε ορισμένες επαναλαμβανόμενες χρήσεις, περιβαλλοντικές καταπονήσεις και συνθήκες αποστολής.Ορισμένοι κατασκευαστές ενδέχεται να αναφέρουν πώς το όργανο εκτελεί δοκιμές αξιοπιστίας και ανθεκτικότητας.Η αντίστοιχη ανίχνευση οργάνων PCR περιλαμβάνει:

Αξιοπιστία: Οι μηχανικές εξέδρες χρησιμοποιούνται για την εκτέλεση επαναλαμβανόμενων δοκιμών σε εξαρτήματα οργάνων που χρησιμοποιούνται συχνά, όπως θερμικά καπάκια, πίνακες ελέγχου/οθόνες αφής και μονάδες ανακύκλωσης θερμοκρασίας.

Πίεση περιβάλλοντος: Οι περιβαλλοντικοί θάλαμοι μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την προσομοίωση διαφορετικών συνθηκών πειραμάτων ρουτίνας, όπως θερμοκρασία, υγρασία.

Δοκιμή αποστολής: Δοκιμές έντονων κραδασμών και κραδασμών μπορούν να πραγματοποιηθούν σύμφωνα με τα πρότυπα της Διεθνούς Ένωσης Ασφάλειας Ναυτιλίας για να διασφαλιστεί ότι το όργανο μπορεί να φτάσει σε άθικτες συνθήκες λειτουργίας.

Εγγύηση και σέρβις για τη συντήρηση του μηχανήματος PCR

Παρά τις αυστηρές δοκιμές αξιοπιστίας και ανθεκτικότητας, οι θερμικοί κυκλοποιητές έχουν αναπόφευκτα τεχνικά προβλήματα κατά τη διάρκεια ζωής του οργάνου.Για την ησυχία σας, η εγγύηση, το σέρβις και η συντήρηση του κατασκευαστή θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη κατά την αγορά ενός οργάνου.

Η ευελιξία υπηρεσιών όπως η συντήρηση επιτόπου/επιστροφής στο εργοστάσιο, οι υπηρεσίες απομακρυσμένης παρακολούθησης και τα όργανα αντικατάστασης στη διαδικασία συντήρησης κ.λπ., για τη μείωση του αντίκτυπου στην αποδοτικότητα της εργασίας.

Η διάρκεια της περιόδου εγγύησης, ο χρόνος διεκπεραίωσης της υπηρεσίας, η προσβασιμότητα στην τεχνική υποστήριξη και οι δεξιότητες του επαγγελματικού προσωπικού υποστήριξης.

Δυνατότητα εγκατάστασης, λειτουργίας, συνεργασίας και επαλήθευσης οργάνων για την κάλυψη εργαστηριακών και σχετικών κανονιστικών απαιτήσεων.Διατίθενται υπηρεσίες συντήρησης, όπως η επαλήθευση θερμοκρασίας, ο έλεγχος και η βαθμονόμηση για να διασφαλιστεί ότι το όργανο λειτουργεί σωστά με τις αντίστοιχες παραμέτρους.

Σχετικά προϊόντα: