PCR машина|Наистина ли разбираш?

PCR технология, носител на Нобелова награда

През 1993 г. американският учен Мулис получава Нобелова награда за химия, а постижението му е изобретяването на PCR технологията.Магията на PCR технологията е в следните характеристики: Първо, количеството ДНК за амплификация е изключително малко и теоретично една молекула може да се използва за амплификация;второ, ефективността на амплификация е висока и количеството на целевия ген е експоненциално.Усилване, повече от 10 милиона пъти за няколко часа.Сега PCR инструментът е широко използван в научните изследвания за живота и много други аспекти.

Различните модели и производители на термоциклери могат да показват различна производителност и повторяемост.Тези разлики засягат не само ефективността на PCR, но и точността и последователността на получените данни.Разбирането на характеристиките на PCR машината може да ни помогне да увеличим успеха на нашите експерименти.

Отоплителен модул

Точността на температурата на термоциклера може да бъде решаваща за успеха или неуспеха на PCR.Консистенцията на температурата от ямка до ямка на нагревателния блок също е от решаващо значение за получаване на надеждни и възпроизводими PCR резултати.

Един от начините да се гарантира топлинна точност е да се тества често с помощта на комплекти за проверка на температурата и да се калибрира повторно, ако е необходимо, от обучен специалист.Тестовете за проверка на температурата обикновено се използват за:

Точност от кладенец до кладенец спрямо зададената температура в изотермичен режим

Точност от ямка до ямка спрямо зададената температура след преобразуване на температурата

Точност на температурата на топлинния капак

Контрол на температурата на отгряване на праймера

Контролът на градиентната температура е функция на PCR инструмента, която улеснява оптимизирането на отгряването на праймера при PCR.Целта на настройката на градиента е да се постигнат различни температури между модулите и чрез повишаване и спадане на температурата с ≥2°C между всяка колона, различни температури могат да бъдат тествани едновременно, за да се получи оптималната температура на отгряване на праймера.Теоретично истинският градиент постига линейна температура между модулите.

Обаче конвенционалните градиентни термоциклери обикновено използват един термоблок и контролират температурата чрез два нагревателни и охлаждащи елемента, разположени в двата края, което често води до следните ограничения:

Могат да бъдат зададени само две температури: високата и ниската температура за отгряване на праймера са зададени в двата края на термичния модул и не може да се постигне точна настройка на други температури между модулите

Поради топлообмена между различните колони, температурата между различните региони на модула е по-вероятно да следва сигмоидална крива, а не истински линеен градиент.

Температура на пробата

Способността на термоциклера да контролира температурата на пробата е много важна за точността на резултатите от PCR.Специфични за инструмента параметри, като скорости на нарастване, времена на задържане и алгоритми, са критични за прогнозиране на температурата на пробата.

Скоростта на нагряване и охлаждане на PCR машината означава, че температурата се променя между PCR стъпките, които се случват за определен период от време.Тъй като е необходимо известно време за прехвърляне на топлината от модула към пробата, действителната скорост на нагряване и охлаждане на пробата ще бъде по-бавна.Следователно определението за скорост на промяна на температурата трябва да се разграничи и разбере.

Максималната или пикова скорост на нарастване на модула представлява най-бързата промяна на температурата, която модулът може да постигне за много малък период от време по време на нарастване.

Средната скорост на нарастване на блока представлява скоростта на промяна на температурата за по-дълъг период от време и ще осигури по-представителна мярка за скоростта на PCR машината.

Максималната скорост на нагряване и охлаждане на пробата и средната скорост на нагряване и охлаждане на пробата отразяват действителната температура, получена от пробата.Скоростта на нагряване и охлаждане на пробата ще осигури по-точно сравнение на производителността на PCR машината и нейното потенциално въздействие върху резултатите от PCR.

Когато извършвате смяна на циклер, се препоръчва да използвате инструмент с програма за скорост на нарастване, която симулира предишния режим за по-лесна смяна и минимално въздействие върху повторяемостта на PCR.

Термоциклерът трябва да бъде проектиран да извършва стъпки само след като пробата достигне зададената температура.По този начин времето, през което пробата се поддържа при зададената температура, ще се поддържа по-точно със съответните условия на цикъл, изисквани в оперативната процедура.

Термоциклерите често използват сложни математически алгоритми, за да гарантират, че пробите могат бързо да достигнат зададена температура според предварително зададена програма.Въз основа на обема на реакционната система и дебелината на използваната PCR пластмаса, алгоритъмът може да предвиди температурата на пробата и времето, необходимо за достигане на зададената температура.Разчитайки на тези алгоритми, по време на процеса на нагряване или охлаждане на термичния цикъл, температурата на блока обикновено ще надвиши зададената стойност чрез процес, наречен превишаване или недопускане на термичен блок.Такава настройка гарантира, че пробата достига зададената температура възможно най-бързо, без самата тя да се превиши или поднижи.

Експериментална производителност

Факторите, които могат да увеличат производителността на термичен цикъл, включват скорости на нарастване, конфигурации на термични блокове и интегриране на платформи за автоматизация.

Скоростта на нагряване и охлаждане на термоциклера представлява скоростта, с която той достига зададената температура.Колкото по-бързо се повишава и пада температурата, толкова по-бързо ще работи PCR, което означава, че повече експерименти могат да бъдат завършени за даден период от време.В допълнение, експериментите могат да бъдат ускорени чрез използване на по-бързи ДНК полимерази.

Дизайнът на модула на термичния цикъл също е от решаващо значение за PCR експериментите.Например сменяемите модули позволяват гъвкавост в броя на пробите за цикъл.Освен това нагревателните модули с модули с индивидуално управление са идеални за изпълнение на различни PCR програми едновременно на един термичен цикъл.

За автоматизирана PCR с висока производителност, софтуерът, който управлява системата за пипетиране, трябва да бъде програмируем и съвместим.Автоматизираните системи са идеални за извършване на PCR реакции с висока пропускателна способност, тъй като те могат да работят непрекъснато с малко човешка намеса, като по този начин минимизират времето, необходимо за ръчна експериментална настройка и увеличават броя на реакциите в даден период от време.

Надеждност, издръжливост и гаранция за качество на термоциклери

В допълнение към производителността и възможностите за пропускателна способност, PCR машината трябва също така да може да издържи на определена многократна употреба, стрес от околната среда и условия на транспортиране.Някои производители може да докладват как инструментът извършва тестове за надеждност и издръжливост.Съответното откриване на PCR инструмент включва:

Надеждност: Механичните платформи се използват за извършване на повтарящи се тестове на често използвани компоненти на инструменти, като термични капаци, контролни панели/тъчскрийнове и модули за цикъл на температурата.

Околно налягане: Екологичните камери могат да се използват за симулиране на различни условия на рутинни експерименти, като температура, влажност.

Тестване при транспортиране: Могат да се извършат тестове за интензивни удари и вибрации съгласно стандартите на Международната асоциация за безопасност при транспортиране, за да се гарантира, че инструментът може да пристигне в неповредени работни условия.

Гаранция и сервиз за поддръжка на PCR апарата

Въпреки строгите тестове за надеждност и издръжливост, термоциклерите неизбежно имат технически проблеми през целия живот на инструмента.За спокойствие, когато купувате инструмент, трябва да имате предвид гаранцията, обслужването и поддръжката на производителя.

Гъвкавостта на услугите като поддръжка на място/завръщане във фабриката, услуги за дистанционно наблюдение и инструменти за подмяна в процеса на поддръжка и т.н., за да се намали въздействието върху ефективността на работата.

Продължителността на гаранционния период, времето за изпълнение на услугата, достъпността на техническата поддръжка и уменията на професионалния обслужващ персонал.

Възможност за инсталиране, работа, сътрудничество и проверка на инструмента, за да отговарят на лабораторните и свързаните с тях нормативни изисквания.Предлагат се услуги за поддръжка като проверка на температурата, тестване и калибриране, за да се гарантира, че инструментът работи правилно със съответните параметри.

Свързани продукти: