Màquina de PCR|Entens realment?
Tecnologia PCR guanyadora del Premi Nobel
El 1993, el científic nord-americà Mulis va rebre el Premi Nobel de Química i el seu èxit va ser la invenció de la tecnologia PCR.La màgia de la tecnologia PCR està en les següents característiques: en primer lloc, la quantitat d'ADN a amplificar és extremadament petita i, teòricament, es pot utilitzar una molècula per a l'amplificació;en segon lloc, l'eficiència d'amplificació és alta i la quantitat del gen objectiu és exponencial.Amplificació, més de 10 milions de vegades en poques hores.Ara l'instrument PCR s'ha utilitzat àmpliament en la investigació en ciències de la vida i en molts altres aspectes.
Diferents models i fabricants de termocicladors poden presentar diferents rendiments i repetibilitat.Aquestes diferències afecten no només l'eficiència de la PCR, sinó també la precisió i la coherència de les dades obtingudes.Entendre les característiques de la màquina de PCR ens pot ajudar a maximitzar l'èxit dels nostres experiments.
Mòdul de calefacció
La precisió de la temperatura del termociclador pot ser determinant per a l'èxit o el fracàs de la PCR.La consistència de la temperatura de pou a pou al bloc de calefacció també és fonamental per obtenir resultats de PCR fiables i reproduïbles.
Una manera d'assegurar la precisió tèrmica és provar amb freqüència utilitzant kits de verificació de temperatura i recalibrar-lo segons ho necessiti un professional format.Les proves de verificació de temperatura s'utilitzen normalment per:
Precisió de pou a pou respecte a la temperatura establerta en mode isotèrmic
Precisió de pou a pou en relació a la temperatura establerta després de la conversió de la temperatura
Precisió de la temperatura de la tapa de calor
Control de temperatura de recuit d'imprimació
El control de la temperatura del gradient és una funció de l'instrument de PCR que facilita l'optimització del recuit d'imprimació en la PCR.L'objectiu de la configuració del gradient és aconseguir temperatures variables entre mòduls, i amb un augment i una baixada de temperatura ≥2 °C entre cada columna, es poden provar diferents temperatures simultàniament per obtenir la temperatura òptima de recuit d'imprimació.Teòricament, un veritable gradient aconsegueix una temperatura lineal entre mòduls.
No obstant això, els termocicladors de gradient convencionals solen emprar un únic bloc tèrmic i controlen la temperatura mitjançant dos elements d'escalfament i refrigeració situats als dos extrems, sovint resultant en les següents limitacions:
Només es poden establir dues temperatures: les temperatures altes i baixes per al recuit d'imprimació s'estableixen als dos extrems del mòdul tèrmic i no es pot aconseguir un ajust precís d'altres temperatures entre els mòduls.
A causa de l'intercanvi de calor entre les diferents columnes, és més probable que la temperatura entre les diferents regions del mòdul segueixi una corba sigmoïdal en lloc d'un veritable gradient lineal.
Temperatura de la mostra
La capacitat del termociclador per controlar la temperatura de la mostra és molt important per a la precisió dels resultats de la PCR.Els paràmetres específics de l'instrument, com ara les velocitats de rampa, els temps de retenció i els algorismes, són crítics per predir la temperatura de la mostra.
La velocitat d'escalfament i refrigeració de la màquina de PCR significa que la temperatura canvia entre els passos de PCR que es produeixen durant un període de temps determinat.Atès que es necessita una certa quantitat de temps perquè la calor es transfereixi del mòdul a la mostra, la velocitat real d'escalfament i refredament de la mostra serà més lenta.Per tant, cal distingir i entendre la definició de la velocitat de canvi de temperatura.
La velocitat màxima o màxima de la rampa del mòdul representa el canvi de temperatura més ràpid que pot aconseguir el mòdul durant un període de temps molt reduït durant la rampa.
La velocitat mitjana de la rampa de bloc representa la taxa de canvi de temperatura durant un període de temps més llarg i proporcionarà una mesura més representativa de la velocitat de la màquina de PCR.
La velocitat màxima d'escalfament i refredament de la mostra i la velocitat mitjana d'escalfament i refredament de la mostra reflecteixen la temperatura real obtinguda per la mostra.La velocitat d'escalfament i refrigeració de la mostra proporcionarà una comparació més precisa del rendiment de la màquina de PCR i el seu impacte potencial en els resultats de la PCR.
Quan es realitza una substitució del ciclador, es recomana utilitzar un instrument amb un programa de velocitat de rampa que simuli el mode anterior per a una substitució més fàcil i un impacte mínim en la repetibilitat de la PCR.
El termociclador s'ha de dissenyar per cronometrar passos només després que la mostra arribi a la temperatura establerta.D'aquesta manera, el temps que la mostra es manté a la temperatura establerta es mantindrà amb més precisió amb les condicions de cicle corresponents requerides en el procediment operatiu.
Els termocicladors sovint utilitzen algorismes matemàtics complexos per garantir que les mostres puguin assolir ràpidament una temperatura fixada segons un programa preestablert.En funció del volum del sistema de reacció i del gruix dels plàstics de PCR utilitzats, l'algorisme pot predir la temperatura de la mostra i el temps que trigarà a assolir la temperatura establerta.Basant-se en aquests algorismes, durant el procés d'escalfament o refredament del termociclador, la temperatura del bloc normalment superarà el valor establert mitjançant un procés anomenat superació o infracció del bloc tèrmic.Aquesta configuració garanteix que la mostra arribi a la temperatura establerta el més ràpidament possible sense sobrepassar-se ni superar-se.
Rendiment experimental
Els factors que poden augmentar el rendiment d'un termociclador inclouen velocitats de rampa, configuracions de blocs tèrmics i integració de plataformes d'automatització.
La velocitat d'escalfament i refrigeració del termociclador representa la velocitat a la qual arriba a la temperatura establerta.Com més ràpid pugi i baixi la temperatura, més ràpid s'executarà la PCR, la qual cosa significa que es poden completar més experiments en un període de temps determinat.A més, els experiments es poden accelerar mitjançant l'ús d'ADN polimerases més ràpides.
El disseny del mòdul del termociclador també és crucial per als experiments de PCR.Per exemple, els mòduls substituïbles permeten flexibilitat en el nombre de mostres per tirada.A més, els mòduls de calefacció amb mòduls controlables individualment són ideals per executar diferents programes de PCR simultàniament en un termociclador.
Per a la PCR automatitzada d'alt rendiment, el programari que controla el sistema de manipulació de pipetes hauria de ser programable i compatible.Els sistemes automatitzats són ideals per realitzar reaccions de PCR d'alt rendiment perquè es poden executar contínuament amb poca intervenció humana, minimitzant així el temps necessari per a la configuració experimental manual i augmentant el nombre de reaccions en un període de temps determinat.
Fiabilitat, durabilitat i garantia de qualitat dels termocicladors
A més de les capacitats de rendiment i rendiment, la màquina PCR també hauria de ser capaç de suportar certs ús repetits, estrès ambiental i condicions d'enviament.Alguns fabricants poden informar sobre com l'instrument realitza proves de fiabilitat i durabilitat.La detecció d'instruments de PCR corresponent inclou:
Fiabilitat: els equips mecànics s'utilitzen per realitzar proves repetides en components d'instruments d'ús freqüent, com ara tapes tèrmiques, panells de control/pantalles tàctils i mòduls de cicle de temperatura.
Pressió ambiental: les cambres ambientals es poden utilitzar per simular diferents condicions d'experiments rutinaris, com ara temperatura, humitat.
Proves d'enviament: es poden realitzar proves intenses de xocs i vibracions segons els estàndards de l'Associació Internacional d'Enviament de Seguretat per garantir que l'instrument pugui arribar en condicions de funcionament intactes.
Garantia i servei per al manteniment de la màquina PCR
Malgrat les proves rigoroses de fiabilitat i durabilitat, els termocicladors inevitablement tenen problemes tècnics durant la vida útil de l'instrument.Per a la tranquil·litat, cal tenir en compte la garantia, el servei i el manteniment del fabricant a l'hora de comprar un instrument.
La flexibilitat de serveis com ara el manteniment in situ/retorn a fàbrica, serveis de monitorització remota i instruments de substitució en el procés de manteniment, etc., per reduir l'impacte en l'eficiència del treball.
La durada del període de garantia, el temps d'execució del servei, l'accessibilitat del suport tècnic i les habilitats del personal de suport professional.
Viabilitat de la instal·lació, funcionament, cooperació i verificació d'instruments per complir amb els requisits reglamentaris del laboratori i relacionats.Els serveis de manteniment, com ara la verificació de la temperatura, les proves i el calibratge, estan disponibles per garantir que l'instrument funciona correctament amb els paràmetres corresponents.
Productes relacionats:
Hora de publicació: 18-octubre-2022
