PCR gép|Tényleg érted?

Nobel-díjas PCR technológia

1993-ban Mulis amerikai tudós kémiai Nobel-díjat kapott, és eredménye a PCR technológia feltalálása volt.A PCR technológia varázsa a következő jellemzőkben rejlik: Először is, az amplifikálandó DNS mennyisége rendkívül kicsi, és elméletileg egy molekula használható az amplifikációhoz;másodszor, az amplifikációs hatékonyság magas, és a célgén mennyisége exponenciális.Erősítés, több mint 10 milliószor néhány óra alatt.Manapság a PCR-műszert széles körben alkalmazzák az élettudományi kutatásokban és sok más szempontból.

A hőciklusok különböző modelljei és gyártói eltérő teljesítményt és ismételhetőséget mutathatnak.Ezek a különbségek nemcsak a PCR hatékonyságát, hanem a kapott adatok pontosságát és konzisztenciáját is befolyásolják.A PCR-gép jellemzőinek megértése segíthet kísérleteink sikerének maximalizálásában.

Fűtési modul

A hőciklus hőmérsékletének pontossága döntő lehet a PCR sikeressége vagy kudarca szempontjából.A fűtőblokk kúttól üregig terjedő hőmérsékleti konzisztenciája szintén kritikus fontosságú a megbízható és reprodukálható PCR-eredmények eléréséhez.

A termikus pontosság biztosításának egyik módja a gyakori tesztelés hőmérséklet-ellenőrző készletek használatával, és szükség szerint képzett szakember által végzett újrakalibrálás.A hőmérséklet-ellenőrző teszteket általában a következőkre használják:

Kúttól kútig pontosság a beállított hőmérséklethez viszonyítva izoterm üzemmódban

Kúttól kútig pontosság a beállított hőmérséklethez viszonyítva a hőmérséklet-átalakítás után

A fűtőfedél hőmérsékletének pontossága

Alapozó izzítási hőmérséklet-szabályozás

A gradiens hőmérséklet-szabályozás a PCR-műszer funkciója, amely megkönnyíti a primer annealing optimalizálását PCR-ben.A gradiens beállítás célja változó hőmérsékletek elérése a modulok között, és az egyes oszlopok közötti ≥2°C-os hőmérséklet-emelkedéssel és -csökkenéssel különböző hőmérsékletek tesztelhetők egyidejűleg az optimális primer lágyítási hőmérséklet elérése érdekében.Elméletileg egy valódi gradiens lineáris hőmérsékletet ér el a modulok között.

A hagyományos gradiens hőciklusok azonban jellemzően egyetlen hőblokkot alkalmaznak, és a hőmérsékletet két, mindkét végén elhelyezett fűtő- és hűtőelemen keresztül szabályozzák, ami gyakran a következő korlátozásokat eredményezi:

Csak két hőmérséklet állítható be: a primer lágyítás magas és alacsony hőmérséklete a hőmodul mindkét végén be van állítva, és más hőmérsékletek pontos beállítása nem érhető el a modulok között

A különböző oszlopok közötti hőcsere miatt a modul különböző régiói közötti hőmérséklet nagyobb valószínűséggel követ egy szigmoid görbét, nem pedig egy valódi lineáris gradienst.

A minta hőmérséklete

A PCR-eredmények pontossága szempontjából nagyon fontos, hogy a thermocycler képes szabályozni a minta hőmérsékletét.Az olyan műszer-specifikus paraméterek, mint a rámpasebességek, a tartási idők és az algoritmusok kritikusak a minta hőmérsékletének előrejelzéséhez.

A PCR-gép fűtésének és hűtésének sebessége azt jelenti, hogy a hőmérséklet változik a PCR-lépések között, amelyek egy bizonyos időtartamon keresztül történnek.Mivel a hő átadása a modulból a mintába bizonyos ideig tart, a minta tényleges fűtési és hűtési sebessége lassabb lesz.Ezért meg kell különböztetni és megérteni a hőmérséklet változási sebesség definícióját.

A maximális vagy csúcsmodul rámpasebesség a leggyorsabb hőmérséklet-változást jelenti, amelyet a modul nagyon rövid időn belül el tud érni a rámpa során.

Az átlagos blokk rámpasebesség a hőmérséklet-változás sebességét jelenti hosszabb időn keresztül, és reprezentatívabb mérést ad a PCR-gép sebességére.

A minta maximális fűtési és hűtési sebessége, valamint a minta átlagos fűtési és hűtési sebessége tükrözi a minta által kapott tényleges hőmérsékletet.A minta melegítésének és hűtésének sebessége pontosabb összehasonlítást tesz lehetővé a PCR-gép teljesítményével és a PCR-eredményekre gyakorolt ​​lehetséges hatásával kapcsolatban.

Cikluscsere végrehajtásakor ajánlatos olyan műszert használni, amely az előző módot szimulálja, a könnyebb csere és a PCR ismételhetőségének minimális befolyásolása érdekében.

A hőciklust csak akkor kell ütemezni, ha a minta elérte a beállított hőmérsékletet.Ily módon a minta beállított hőmérsékleten tartásának ideje pontosabban tartható fenn a működési eljárásban megkövetelt megfelelő ciklusfeltételekkel.

A hőciklusok gyakran összetett matematikai algoritmusokat használnak annak biztosítására, hogy a minták gyorsan elérjék a beállított hőmérsékletet egy előre beállított program szerint.A reakciórendszer térfogata és a felhasznált PCR műanyagok vastagsága alapján az algoritmus meg tudja jósolni a minta hőmérsékletét és azt az időt, amely alatt a beállított hőmérsékletet eléri.Ezekre az algoritmusokra támaszkodva a hőciklus fűtési vagy hűtési folyamata során a blokk hőmérséklete általában meghaladja a beállított értéket a termikus blokk túllépésének vagy alullövésének nevezett folyamat révén.Ez a beállítás biztosítja, hogy a minta a lehető leggyorsabban elérje a beállított hőmérsékletet anélkül, hogy túl- vagy alulsülne.

Kísérleti áteresztőképesség

A hőciklus teljesítményét növelő tényezők közé tartozik a rámpa sebessége, a hőblokkok konfigurációja és az automatizálási platformok integrációja.

A hőciklus fűtési és hűtési sebessége azt a sebességet jelenti, amellyel eléri a beállított hőmérsékletet.Minél gyorsabban emelkedik és csökken a hőmérséklet, annál gyorsabban fog lefutni a PCR, ami azt jelenti, hogy adott időn belül több kísérletet lehet befejezni.Ezenkívül a kísérletek felgyorsíthatók gyorsabb DNS-polimerázok alkalmazásával.

A PCR-kísérletek szempontjából is kulcsfontosságú a thermocycler modul kialakítása.Például a cserélhető modulok rugalmasságot tesznek lehetővé a futtatásonkénti minták számában.Ezenkívül az egyedileg vezérelhető modulokkal rendelkező fűtőmodulok ideálisak különböző PCR programok egyidejű futtatásához egy hőcikluson.

Az automatizált, nagy áteresztőképességű PCR-hez a pipettázási rendszert vezérlő szoftvernek programozhatónak és kompatibilisnek kell lennie.Az automatizált rendszerek ideálisak nagy áteresztőképességű PCR-reakciók végrehajtására, mivel kis emberi beavatkozással folyamatosan futtathatók, ezáltal minimalizálva a kézi kísérleti beállításhoz szükséges időt, és növelve a reakciók számát egy adott időtartamon belül.

A hőciklusok megbízhatósága, tartóssága és minőségbiztosítása

A teljesítményen és az áteresztőképességen túlmenően a PCR-gépnek ki kell bírnia bizonyos ismételt használatot, környezeti igénybevételt és szállítási körülményeket is.Egyes gyártók beszámolhatnak arról, hogy a műszer hogyan végzi el a megbízhatósági és tartóssági vizsgálatokat.A megfelelő PCR-műszeres detektálás a következőket tartalmazza:

Megbízhatóság: A mechanikus szerelékeket a gyakran használt műszerelemek, például a hőfok fedelek, vezérlőpanelek/érintőképernyők és hőmérsékletciklus-modulok ismételt tesztelésére használják.

Környezeti nyomás: A környezeti kamrák segítségével szimulálhatók a rutinkísérletek különböző körülményei, például hőmérséklet, páratartalom.

Szállítási tesztelés: A Nemzetközi Biztonsági Szállítási Szövetség szabványai szerint intenzív ütés- és rezgésvizsgálat végezhető annak biztosítására, hogy a műszer sértetlen működési körülmények között érkezzen.

Garancia és szerviz a PCR gép karbantartásához

A szigorú megbízhatósági és tartóssági vizsgálatok ellenére a hőciklusokkal elkerülhetetlenül technikai problémák merülnek fel a műszer élettartama során.A nyugalom érdekében hangszer vásárlásakor figyelembe kell venni a gyártó garanciáját, szervizét és karbantartását.

Az olyan szolgáltatások rugalmassága, mint a helyszíni/gyárba történő visszaküldés, a távfelügyeleti szolgáltatások és a karbantartási folyamatban a csereműszerek stb. a munka hatékonyságára gyakorolt ​​hatás csökkentése érdekében.

A jótállási idő hossza, a szolgáltatás átfutási ideje, a műszaki támogatás elérhetősége és a szakmai támogató személyzet képzettsége.

A műszer telepítésének, üzemeltetésének, együttműködésének és hitelesítésének megvalósíthatósága a laboratóriumi és a kapcsolódó szabályozási követelményeknek való megfelelés érdekében.Karbantartási szolgáltatások, például hőmérséklet-ellenőrzés, tesztelés és kalibrálás állnak rendelkezésre annak biztosítására, hogy a műszer megfelelően működjön a megfelelő paraméterekkel.

Kapcsolódó termékek: