PCR-maskine|Forstår du det virkelig?

Nobelprisvindende PCR-teknologi

I 1993 modtog den amerikanske videnskabsmand Mulis Nobelprisen i kemi, og hans præstation var opfindelsen af ​​PCR-teknologi.Magien ved PCR-teknologi ligger i følgende karakteristika: For det første er mængden af ​​DNA, der skal amplificeres, ekstremt lille, og teoretisk kan et molekyle bruges til amplifikation;for det andet er amplifikationseffektiviteten høj, og mængden af ​​målgenet er eksponentiel.Forstærkning, mere end 10 millioner gange på få timer.Nu er PCR-instrumentet blevet meget brugt i life science forskning og mange andre aspekter.

Forskellige modeller og producenter af termiske cyklere kan udvise forskellig ydeevne og repeterbarhed.Disse forskelle påvirker ikke kun PCR-effektiviteten, men også nøjagtigheden og konsistensen af ​​de opnåede data.At forstå PCR-maskinens funktioner kan hjælpe os med at maksimere succesen med vores eksperimenter.

Varmemodul

Nøjagtigheden af ​​temperaturen af ​​den termiske cyklus kan være afgørende for succes eller fiasko af PCR.Temperaturkonsistens fra brønd til brønd på varmeblokken er også afgørende for at opnå pålidelige og reproducerbare PCR-resultater.

En måde at sikre termisk nøjagtighed på er at teste hyppigt ved hjælp af temperaturverifikationssæt og genkalibrere efter behov af en uddannet fagmand.Temperaturverifikationstest bruges typisk til at:

Well-to-brønd nøjagtighed i forhold til indstillet temperatur i isotermisk tilstand

Well-to-brønd nøjagtighed i forhold til indstillet temperatur efter temperaturkonvertering

Varmelåg temperaturnøjagtighed

Primer udglødningstemperaturkontrol

Gradienttemperaturkontrol er en funktion af PCR-instrumentet, der letter optimeringen af ​​primer-annealing i PCR.Formålet med gradientindstillingen er at opnå varierende temperaturer mellem moduler, og ved ≥2°C temperaturstigning og -fald mellem hver kolonne kan forskellige temperaturer testes samtidigt for at opnå den optimale primer-annealingstemperatur.Teoretisk opnår en sand gradient lineær temperatur mellem modulerne.

Konventionelle termiske gradientcyklere anvender dog typisk en enkelt termisk blok og regulerer temperaturen gennem to varme- og køleelementer placeret i begge ender, hvilket ofte resulterer i følgende begrænsninger:

Der kan kun indstilles to temperaturer: de høje og lave temperaturer for primer-annealing indstilles i begge ender af det termiske modul, og præcis indstilling af andre temperaturer kan ikke opnås mellem modul

På grund af varmeudvekslingen mellem de forskellige søjler er det mere sandsynligt, at temperaturen mellem forskellige områder på modulet følger en sigmoidal kurve i stedet for en ægte lineær gradient.

Prøvetemperatur

Termocyklerens evne til at kontrollere prøvetemperaturen er meget vigtig for nøjagtigheden af ​​PCR-resultaterne.Instrumentspecifikke parametre såsom rampehastigheder, holdetider og algoritmer er afgørende for at forudsige prøvetemperaturen.

Opvarmnings- og afkølingshastigheden af ​​PCR-maskinen betyder, at temperaturen skifter mellem PCR-trin, der sker over en vis periode.Da det tager en vis tid for varmen at overføre fra modulet til prøven, vil prøvens faktiske opvarmnings- og afkølingshastighed være langsommere.Derfor skal definitionen af ​​temperaturændringshastighed skelnes og forstås.

Den maksimale eller maksimale modulrampehastighed repræsenterer den hurtigste temperaturændring, som modulet kan opnå over en meget kort periode under rampen.

Den gennemsnitlige blokrampehastighed repræsenterer hastigheden af ​​temperaturændring over en længere periode og vil give et mere repræsentativt mål for PCR-maskinens hastighed.

Den maksimale prøveopvarmnings- og afkølingshastighed og den gennemsnitlige prøveopvarmnings- og afkølingshastighed afspejler den faktiske temperatur opnået af prøven.Hastigheden af ​​prøveopvarmning og afkøling vil give en mere nøjagtig sammenligning af PCR-maskinens ydeevne og dens potentielle indvirkning på PCR-resultater.

Når du udfører en udskiftning af cykler, anbefales det at bruge et instrument med et rampehastighedsprogram, der simulerer den tidligere tilstand for lettere udskiftning og minimal indvirkning på PCR-repeterbarheden.

Den termiske cyklus bør kun designes til at tidsindstille trin, efter at prøven når den indstillede temperatur.På denne måde vil den tid, som prøven holdes ved den indstillede temperatur, blive mere nøjagtigt opretholdt med de tilsvarende cyklusbetingelser, der kræves i driftsproceduren.

Termiske cyklere bruger ofte komplekse matematiske algoritmer for at sikre, at prøver hurtigt kan nå en indstillet temperatur i henhold til et forudindstillet program.Baseret på volumenet af reaktionssystemet og tykkelsen af ​​den anvendte PCR-plast, kan algoritmen forudsige prøvens temperatur og den tid, det vil tage at nå den indstillede temperatur.Ved at stole på disse algoritmer vil bloktemperaturen under opvarmnings- eller afkølingsprocessen for den termiske cykler normalt overstige den indstillede værdi gennem en proces kaldet termisk blokoverskridelse eller underskud.En sådan opsætning sikrer, at prøven når den indstillede temperatur så hurtigt som muligt uden at overskride eller underskride sig selv.

Eksperimentel gennemstrømning

Faktorer, der kan øge gennemløbet af en termisk cykler, omfatter rampehastigheder, termiske blokkonfigurationer og integration af automatiseringsplatforme.

Opvarmnings- og afkølingshastigheden for den termiske cykler repræsenterer den hastighed, hvormed den når den indstillede temperatur.Jo hurtigere temperaturen stiger og falder, jo hurtigere vil PCR køre, hvilket betyder, at flere forsøg kan gennemføres i en given periode.Derudover kan eksperimenter accelereres ved at bruge hurtigere DNA-polymeraser.

Designet af det termiske cycler-modul er også afgørende for PCR-eksperimenter.For eksempel giver udskiftelige moduler fleksibilitet i antallet af prøver pr. kørsel.Derudover er varmemoduler med individuelt styrbare moduler ideelle til at køre forskellige PCR-programmer samtidigt på én termisk cykler.

Til automatiseret high-throughput PCR skal softwaren, der styrer pipetteringshåndteringssystemet, være programmerbar og kompatibel.Automatiserede systemer er ideelle til at udføre high-throughput PCR-reaktioner, fordi de kan køres kontinuerligt med lidt menneskelig indgriben, og derved minimerer den tid, der kræves til manuel eksperimentel opsætning og øger antallet af reaktioner i en given tidsperiode.

Pålidelighed, holdbarhed og kvalitetssikring af termiske cyklere

Ud over ydeevne og gennemløbskapacitet bør PCR-maskinen også være i stand til at modstå visse gentagen brug, miljøbelastning og forsendelsesforhold.Nogle producenter rapporterer muligvis om, hvordan instrumentet udfører pålideligheds- og holdbarhedstest.Den tilsvarende PCR-instrumentdetektion inkluderer:

Pålidelighed: Mekaniske rigs bruges til at udføre gentagne tests på ofte brugte instrumentkomponenter såsom termiske låg, kontrolpaneler/touchscreens og temperaturcyklusmoduler.

Omgivende tryk: Omgivelseskamre kan bruges til at simulere forskellige betingelser for rutineeksperimenter, såsom temperatur, fugtighed.

Forsendelsestest: Intense stød- og vibrationstest kan udføres i henhold til International Safety Shipping Associations standarder for at sikre, at instrumentet kan ankomme under ubeskadigede driftsforhold.

Garanti og service for vedligeholdelse af PCR maskinen

På trods af strenge pålideligheds- og holdbarhedstests har termiske cyklere uundgåeligt tekniske problemer i løbet af instrumentets levetid.For ro i sindet bør producentens garanti, service og vedligeholdelse tages i betragtning, når du køber et instrument.

Fleksibiliteten af ​​tjenester såsom vedligeholdelse på stedet/tilbage til fabrikken, fjernovervågningstjenester og udskiftningsinstrumenter i vedligeholdelsesprocessen osv., for at reducere indvirkningen på arbejdseffektiviteten.

Længden af ​​garantiperioden, leveringstiden for servicen, tilgængeligheden af ​​teknisk support og det professionelle supportpersonales færdigheder.

Gennemførlighed af instrumentinstallation, drift, samarbejde og verifikation for at opfylde laboratoriekrav og relaterede lovkrav.Vedligeholdelsestjenester såsom temperaturverifikation, test og kalibrering er tilgængelige for at sikre, at instrumentet fungerer korrekt med de tilsvarende parametre.

Relaterede produkter: