Máquina de PCR|Realmente entendes?

Tecnoloxía PCR gañadora do Premio Nobel

En 1993, o científico estadounidense Mulis recibiu o Premio Nobel de Química, e o seu logro foi a invención da tecnoloxía PCR.A maxia da tecnoloxía PCR está nas seguintes características: En primeiro lugar, a cantidade de ADN que se vai amplificar é extremadamente pequena e, teoricamente, pódese utilizar unha molécula para a amplificación;en segundo lugar, a eficiencia de amplificación é alta e a cantidade do xene obxectivo é exponencial.Amplificación, máis de 10 millóns de veces en poucas horas.Agora o instrumento de PCR utilizouse amplamente na investigación das ciencias da vida e en moitos outros aspectos.

Diferentes modelos e fabricantes de termocicladores poden presentar diferentes rendementos e repetibilidade.Estas diferenzas afectan non só á eficiencia da PCR, senón tamén á precisión e consistencia dos datos obtidos.Comprender as características da máquina de PCR pode axudarnos a maximizar o éxito dos nosos experimentos.

Módulo de calefacción

A precisión da temperatura do termociclador pode ser decisiva para o éxito ou o fracaso da PCR.A consistencia da temperatura de pozo a pozo no bloque de calefacción tamén é fundamental para obter resultados de PCR fiables e reproducibles.

Unha forma de garantir a precisión térmica é probar con frecuencia usando kits de verificación de temperatura e recalibrar segundo o necesite un profesional capacitado.As probas de verificación da temperatura úsanse normalmente para:

Precisión de pozo a pozo en relación á temperatura establecida en modo isotérmico

Precisión de pozo a pozo en relación á temperatura establecida despois da conversión da temperatura

Precisión da temperatura da tapa de calor

Control de temperatura de recocido de imprimación

O control da temperatura do gradiente é unha función do instrumento de PCR que facilita a optimización do recocido de cebadores na PCR.O propósito da configuración do gradiente é conseguir temperaturas variables entre os módulos, e ao aumentar e baixar a temperatura ≥2 °C entre cada columna, pódense probar diferentes temperaturas simultaneamente para obter a temperatura óptima de recocido de imprimación.Teoricamente, un verdadeiro gradiente consegue unha temperatura lineal entre módulos.

Non obstante, os termocicladores de gradiente convencionais empregan normalmente un único bloque térmico e controlan a temperatura a través de dous elementos de calefacción e refrixeración situados nos dous extremos, o que adoita dar lugar ás seguintes limitacións:

Só se poden configurar dúas temperaturas: as temperaturas altas e baixas para o recocido de imprimación fíxanse nos dous extremos do módulo térmico e non se pode axustar con precisión outras temperaturas entre os módulos.

Debido ao intercambio de calor entre as diferentes columnas, é máis probable que a temperatura entre as diferentes rexións do módulo siga unha curva sigmoidal en lugar dun verdadeiro gradiente lineal.

Temperatura da mostra

A capacidade do termociclador para controlar a temperatura da mostra é moi importante para a precisión dos resultados da PCR.Os parámetros específicos do instrumento, como as taxas de rampla, os tempos de retención e os algoritmos, son fundamentais para predecir a temperatura da mostra.

A velocidade de quecemento e arrefriamento da máquina de PCR significa que a temperatura cambia entre os pasos de PCR que ocorren durante un período de tempo determinado.Dado que a calor leva unha certa cantidade de tempo en transferirse do módulo á mostra, a velocidade real de quecemento e arrefriamento da mostra será máis lenta.Polo tanto, hai que distinguir e comprender a definición da velocidade de cambio de temperatura.

A taxa de rampa máxima ou máxima do módulo representa o cambio de temperatura máis rápido que pode lograr o módulo nun período de tempo moi reducido durante a rampla.

A taxa media de rampla de bloque representa a taxa de cambio de temperatura durante un período de tempo máis longo e proporcionará unha medida máis representativa da velocidade da máquina de PCR.

A taxa máxima de quecemento e arrefriamento da mostra e a taxa media de quecemento e arrefriamento da mostra reflicten a temperatura real obtida pola mostra.A taxa de quecemento e arrefriamento da mostra proporcionará unha comparación máis precisa do rendemento da máquina de PCR e do seu impacto potencial nos resultados da PCR.

Cando se realiza unha substitución do ciclador, recoméndase utilizar un instrumento cun programa de velocidade de rampla que simule o modo anterior para facilitar a substitución e un impacto mínimo na repetibilidade da PCR.

O termociclador debe deseñarse para cronometrar pasos só despois de que a mostra alcance a temperatura establecida.Deste xeito, o tempo que se mantén a mostra á temperatura fixada manterase con maior precisión coas condicións de ciclo correspondentes requiridas no procedemento operativo.

Os termocicladores adoitan usar algoritmos matemáticos complexos para garantir que as mostras poidan alcanzar rapidamente unha temperatura establecida segundo un programa predefinido.En función do volume do sistema de reacción e do grosor dos plásticos de PCR utilizados, o algoritmo pode predecir a temperatura da mostra e o tempo que tardará en alcanzar a temperatura establecida.Dependendo destes algoritmos, durante o proceso de quecemento ou arrefriamento do termociclador, a temperatura do bloque adoita superar o valor establecido a través dun proceso chamado overshoot ou undershoot do bloque térmico.Este tipo de configuración garante que a mostra alcance a temperatura establecida o máis rápido posible sen excederse ou superarse.

Rendemento experimental

Os factores que poden aumentar o rendemento dun termociclador inclúen as taxas de rampla, as configuracións de bloques térmicos e a integración de plataformas de automatización.

A velocidade de quecemento e arrefriamento do termociclador representa a velocidade á que alcanza a temperatura establecida.Canto máis rápido aumente e baixe a temperatura, máis rápido se executará a PCR, o que significa que se poden completar máis experimentos nun período de tempo determinado.Ademais, os experimentos pódense acelerar empregando ADN polimerases máis rápidas.

O deseño do módulo de termociclador tamén é crucial para os experimentos de PCR.Por exemplo, os módulos substituíbles permiten flexibilidade no número de mostras por carreira.Ademais, os módulos de calefacción con módulos controlables individualmente son ideais para executar simultáneamente diferentes programas de PCR nun termociclador.

Para a PCR automatizada de alto rendemento, o software que controla o sistema de manipulación de pipetas debe ser programable e compatible.Os sistemas automatizados son ideais para realizar reaccións de PCR de alto rendemento porque poden executarse continuamente con pouca intervención humana, minimizando así o tempo necesario para a configuración experimental manual e aumentando o número de reaccións nun período de tempo determinado.

Fiabilidade, durabilidade e garantía de calidade dos termocicladores

Ademais das capacidades de rendemento e rendemento, a máquina de PCR tamén debería ser capaz de soportar certos usos repetidos, estrés ambiental e condicións de envío.Algúns fabricantes poden informar sobre como o instrumento realiza probas de fiabilidade e durabilidade.A detección do instrumento de PCR correspondente inclúe:

Fiabilidade: utilízanse equipos mecánicos para realizar probas repetidas en compoñentes de instrumentos de uso frecuente, como tapas térmicas, paneis de control/pantallas táctiles e módulos de ciclo de temperatura.

Presión ambiental: as cámaras ambientais pódense usar para simular diferentes condicións de experimentos rutineiros, como temperatura, humidade.

Probas de envío: pódense realizar probas intensas de choque e vibración segundo os estándares da Asociación Internacional de Transporte de Seguridade para garantir que o instrumento poida chegar en condicións de funcionamento intactas.

Garantía e servizo de mantemento da máquina PCR

A pesar das rigorosas probas de fiabilidade e durabilidade, os termocicladores teñen inevitablemente problemas técnicos durante a vida útil do instrumento.Para a tranquilidade, a garantía do fabricante, o servizo e o mantemento deben ser considerados ao mercar un instrumento.

A flexibilidade de servizos como o mantemento in situ/retorno á fábrica, os servizos de vixilancia remota e os instrumentos de substitución no proceso de mantemento, etc., para reducir o impacto na eficiencia do traballo.

A duración do período de garantía, o tempo de entrega do servizo, a accesibilidade ao soporte técnico e as habilidades do persoal de apoio profesional.

Viabilidade da instalación, operación, cooperación e verificación de instrumentos para cumprir os requisitos regulamentarios de laboratorio e relacionados.Os servizos de mantemento, como a verificación de temperatura, probas e calibración están dispoñibles para garantir que o instrumento funciona correctamente cos parámetros correspondentes.

Produtos relacionados: