PCR stroj|Stvarno razumiješ?

PCR tehnologija nagrađena Nobelovom nagradom

Godine 1993. američki znanstvenik Mulis dobio je Nobelovu nagradu za kemiju, a njegovo je postignuće bio izum PCR tehnologije.Čarolija PCR tehnologije je u sljedećim karakteristikama: prvo, količina DNK koju treba umnožiti je izuzetno mala, te se teoretski može koristiti jedna molekula za umnožavanje;drugo, učinkovitost amplifikacije je visoka, a količina ciljnog gena je eksponencijalna.Pojačanje, više od 10 milijuna puta u nekoliko sati.Sada se PCR instrument naširoko koristi u istraživanjima znanosti o životu i mnogim drugim aspektima.

Različiti modeli i proizvođači termociklera mogu pokazivati ​​različite performanse i ponovljivost.Ove razlike utječu ne samo na učinkovitost PCR-a, već i na točnost i dosljednost dobivenih podataka.Razumijevanje značajki PCR uređaja može nam pomoći da povećamo uspjeh naših eksperimenata.

Modul grijanja

Točnost temperature termociklera može biti odlučujuća za uspjeh ili neuspjeh PCR-a.Konzistencija temperature od jažice do jažice na grijaćem bloku također je ključna za dobivanje pouzdanih i ponovljivih rezultata PCR-a.

Jedan od načina da se osigura toplinska točnost je često testiranje pomoću kompleta za provjeru temperature i ponovno kalibriranje prema potrebi od strane obučenog stručnjaka.Testovi provjere temperature obično se koriste za:

Točnost od bunara do bunara u odnosu na postavljenu temperaturu u izotermnom načinu rada

Točnost od bunara do bunara u odnosu na postavljenu temperaturu nakon pretvorbe temperature

Točnost temperature toplinskog poklopca

Kontrola temperature žarenja primera

Kontrola temperature gradijenta je funkcija PCR instrumenta koja olakšava optimizaciju žarenja primera u PCR.Svrha postavke gradijenta je postići različite temperature između modula, a porastom i padom temperature od ≥2°C između svake kolone, različite temperature mogu se testirati istovremeno kako bi se dobila optimalna temperatura žarenja temeljnog premaza.Teoretski, pravi gradijent postiže linearnu temperaturu između modula.

Međutim, konvencionalni gradijentni toplinski cikleri obično koriste jedan toplinski blok i kontroliraju temperaturu putem dva grijaća i rashladna elementa smještena na oba kraja, što često rezultira sljedećim ograničenjima:

Mogu se postaviti samo dvije temperature: visoka i niska temperatura za žarenje temeljnog premaza postavljene su na oba kraja toplinskog modula, a precizna postavka drugih temperatura ne može se postići između modula

Zbog izmjene topline između različitih stupaca, vjerojatnije je da će temperatura između različitih područja na modulu slijediti sigmoidalnu krivulju, a ne pravi linearni gradijent.

Temperatura uzorka

Sposobnost termociklera da kontrolira temperaturu uzorka vrlo je važna za točnost rezultata PCR-a.Specifični parametri instrumenta kao što su brzine povećanja, vremena zadržavanja i algoritmi ključni su za predviđanje temperature uzorka.

Brzina zagrijavanja i hlađenja PCR stroja znači da se temperatura mijenja između PCR koraka koji se događaju tijekom određenog vremenskog razdoblja.Budući da je potrebno određeno vrijeme za prijenos topline s modula na uzorak, stvarna brzina zagrijavanja i hlađenja uzorka bit će sporija.Stoga je potrebno razlikovati i razumjeti definiciju brzine promjene temperature.

Maksimalna ili vršna brzina povećanja modula predstavlja najbržu promjenu temperature koju modul može postići u vrlo malom vremenskom razdoblju tijekom povećanja.

Prosječna stopa povećanja bloka predstavlja brzinu promjene temperature tijekom duljeg vremenskog razdoblja i pružit će reprezentativniju mjeru brzine PCR stroja.

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 točniju usporedbu performansi PCR stroja i njegovog potencijalnog utjecaja na rezultate PCR-a.

Prilikom izvođenja zamjene ciklusa preporučuje se korištenje instrumenta s programom brzine povećanja koji simulira prethodni način radi lakše zamjene i minimalnog utjecaja na ponovljivost PCR-a.

Termički cikler trebao bi biti dizajniran za mjerenje vremena tek nakon što uzorak postigne zadanu temperaturu.Na taj će se način vrijeme tijekom kojeg se uzorak održava na postavljenoj temperaturi točnije održavati s odgovarajućim uvjetima ciklusa potrebnim u radnom postupku.

Termički cikleri često koriste složene matematičke algoritme kako bi osigurali da uzorci mogu brzo postići zadanu temperaturu prema unaprijed postavljenom programu.Na temelju volumena reakcijskog sustava i debljine upotrijebljene PCR plastike, algoritam može predvidjeti temperaturu uzorka i vrijeme potrebno da se postigne zadana temperatura.Oslanjajući se na ove algoritme, tijekom procesa zagrijavanja ili hlađenja termociklera, temperatura bloka obično će premašiti postavljenu vrijednost kroz proces koji se naziva prekoračenje ili podbacivanje termalnog bloka.Takva postavka osigurava da uzorak postigne zadanu temperaturu što je brže moguće bez prekoračenja ili padanja.

Eksperimentalna propusnost

Čimbenici koji mogu povećati propusnost termociklera uključuju stope povećanja, konfiguracije termalnih blokova i integraciju platformi za automatizaciju.

Brzina zagrijavanja i hlađenja termalnog ciklera predstavlja brzinu kojom postiže zadanu temperaturu.Što je brži porast i pad temperature, to će brže raditi PCR, što znači da se više eksperimenata može dovršiti u određenom vremenskom razdoblju.Osim toga, eksperimenti se mogu ubrzati korištenjem bržih DNA polimeraza.

Dizajn modula termičkog ciklusa također je ključan za PCR eksperimente.Na primjer, zamjenjivi moduli omogućuju fleksibilnost u broju uzoraka po ciklusu.Osim toga, grijaći moduli s modulima koji se mogu individualno kontrolirati idealni su za izvođenje različitih PCR programa istovremeno na jednom termocikleru.

Za automatizirani PCR visoke propusnosti, softver koji upravlja sustavom za rukovanje pipetiranjem trebao bi biti programibilan i kompatibilan.Automatizirani sustavi idealni su za izvođenje PCR reakcija velike propusnosti jer se mogu kontinuirano izvoditi uz malo ljudske intervencije, čime se minimalizira vrijeme potrebno za ručno eksperimentalno postavljanje i povećava broj reakcija u određenom vremenskom razdoblju.

Pouzdanost, trajnost i osiguranje kvalitete termociklera

Uz performanse i mogućnosti protoka, PCR stroj također bi trebao biti u stanju izdržati određenu ponovljenu upotrebu, okolišni stres i uvjete transporta.Neki proizvođači mogu izvijestiti o tome kako instrument provodi testove pouzdanosti i trajnosti.Detekcija odgovarajućim PCR instrumentom uključuje:

Pouzdanost: mehanički uređaji koriste se za izvođenje opetovanih testova na često korištenim komponentama instrumenata kao što su toplinski poklopci, upravljačke ploče/zasloni osjetljivi na dodir i moduli za promjenu temperature.

Tlak okoline: komore za okoliš mogu se koristiti za simulaciju različitih uvjeta rutinskih eksperimenata, kao što su temperatura, vlažnost.

Ispitivanje otpremom: Intenzivno testiranje na udare i vibracije može se provesti u skladu sa standardima Međunarodnog udruženja za sigurnost u otpremi kako bi se osiguralo da instrument može stići u neoštećenim radnim uvjetima.

Jamstvo i servis za održavanje PCR aparata

Unatoč rigoroznim ispitivanjima pouzdanosti i trajnosti, termocikleri neizbježno imaju tehničke probleme tijekom životnog vijeka instrumenta.Za bezbrižnost, pri kupnji instrumenta treba uzeti u obzir jamstvo 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 učinkovitost rada.

Duljina jamstvenog roka, vrijeme izvršenja usluge, dostupnost tehničke podrške i vještine stručnog osoblja za podršku.

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

Povezani proizvodi: