PCR-maskin|Förstår du verkligen?

Nobelprisvinnande PCR-teknik

1993 fick den amerikanske forskaren Mulis Nobelpriset i kemi, och hans prestation var uppfinningen av PCR-teknik.Magin med PCR-teknologi ligger i följande egenskaper: För det första är mängden DNA som ska amplifieras extremt liten, och teoretiskt kan en molekyl användas för amplifiering;för det andra är amplifieringseffektiviteten hög, och mängden målgen är exponentiell.Förstärkning, mer än 10 miljoner gånger på några timmar.Nu har PCR-instrumentet använts i stor utsträckning inom biovetenskaplig forskning och många andra aspekter.

Olika modeller och tillverkare av termocykler kan uppvisa olika prestanda och repeterbarhet.Dessa skillnader påverkar inte bara PCR-effektiviteten utan även noggrannheten och konsistensen hos erhållna data.Att förstå PCR-maskinens funktioner kan hjälpa oss att maximera framgången för våra experiment.

Värmemodul

Noggrannheten hos temperaturen hos den termiska cyklern kan vara avgörande för framgång eller misslyckande med PCR.Temperaturkonsistens från brunn till brunn på värmeblocket är också avgörande för att erhålla tillförlitliga och reproducerbara PCR-resultat.

Ett sätt att säkerställa termisk noggrannhet är att testa ofta med hjälp av temperaturverifieringssatser och kalibrera om efter behov av en utbildad fackman.Temperaturverifieringstester används vanligtvis för att:

Noggrannhet från brunn till brunn i förhållande till inställd temperatur i isotermiskt läge

Noggrannhet från brunn till brunn i förhållande till inställd temperatur efter temperaturomvandling

Värmelocks temperaturnoggrannhet

Primer glödgning temperaturkontroll

Gradienttemperaturkontroll är en funktion av PCR-instrumentet som underlättar optimeringen av primer-annealing i PCR.Syftet med gradientinställningen är att uppnå varierande temperaturer mellan moduler, och med ≥2°C temperaturhöjning och -fall mellan varje kolumn kan olika temperaturer testas samtidigt för att erhålla den optimala primerglödgningstemperaturen.Teoretiskt sett uppnår en sann gradient linjär temperatur mellan modulerna.

Konventionella termocykler med gradient använder dock vanligtvis ett enda termiskt block och reglerar temperaturen genom två värme- och kylelement placerade i båda ändar, vilket ofta resulterar i följande begränsningar:

Endast två temperaturer kan ställas in: de höga och låga temperaturerna för primerglödgning ställs in i båda ändarna av den termiska modulen, och exakt inställning av andra temperaturer kan inte uppnås mellan moduler

På grund av värmeväxlingen mellan de olika kolumnerna är det mer sannolikt att temperaturen mellan olika regioner på modulen följer en sigmoidal kurva snarare än en sann linjär gradient.

Provtemperatur

Förmågan hos termocyklern att kontrollera provtemperaturen är mycket viktig för noggrannheten hos PCR-resultaten.Instrumentspecifika parametrar som ramphastigheter, hålltider och algoritmer är avgörande för att förutsäga provtemperaturen.

Uppvärmnings- och kylningshastigheten för PCR-maskinen gör att temperaturen växlar mellan PCR-steg som sker under en viss tidsperiod.Eftersom det tar en viss tid för värmen att överföras från modulen till provet, kommer den faktiska uppvärmnings- och nedkylningshastigheten för provet att vara långsammare.Därför måste definitionen av temperaturförändringshastighet särskiljas och förstås.

Den maximala eller högsta modulramphastigheten representerar den snabbaste temperaturförändringen som modulen kan uppnå under en mycket kort tidsperiod under rampen.

Den genomsnittliga blockramphastigheten representerar hastigheten för temperaturändringen över en längre tidsperiod och kommer att ge ett mer representativt mått på PCR-maskinens hastighet.

Den maximala provuppvärmnings- och kylningshastigheten och den genomsnittliga provuppvärmnings- och avkylningshastigheten återspeglar den faktiska temperaturen som erhålls av provet.Hastigheten för provuppvärmning och kylning kommer att ge en mer exakt jämförelse av PCR-maskinens prestanda och dess potentiella inverkan på PCR-resultaten.

När du utför ett byte av cykler, rekommenderas det att använda ett instrument med ett ramphastighetsprogram som simulerar det tidigare läget för enklare byte och minimal påverkan på PCR-repeterbarhet.

Den termiska cyklern bör konstrueras för att ta tid steg först efter att provet når den inställda temperaturen.På detta sätt kommer den tid som provet hålls vid den inställda temperaturen att upprätthållas mer exakt med motsvarande cykelförhållanden som krävs i driftproceduren.

Termocykler använder ofta komplexa matematiska algoritmer för att säkerställa att prover snabbt kan nå en inställd temperatur enligt ett förinställt program.Baserat på reaktionssystemets volym och tjockleken på PCR-plasterna som används kan algoritmen förutsäga provets temperatur och den tid det tar att nå den inställda temperaturen.Genom att förlita sig på dessa algoritmer kommer blocktemperaturen under uppvärmnings- eller kylprocessen för den termiska cyklern vanligtvis att överstiga det inställda värdet genom en process som kallas termisk blocköverskjutning eller undersvängning.En sådan inställning säkerställer att provet når den inställda temperaturen så snabbt som möjligt utan att överskrida eller underskrida sig själv.

Experimentell genomströmning

Faktorer som kan öka genomströmningen av en termisk cykler inkluderar ramphastigheter, termiska blockkonfigurationer och integration av automationsplattformar.

Värme- och kylningshastigheten för den termiska cyklern representerar den hastighet med vilken den når den inställda temperaturen.Ju snabbare temperaturen stiger och faller, desto snabbare kommer PCR att gå, vilket innebär att fler experiment kan genomföras under en given tidsperiod.Dessutom kan experiment påskyndas genom att använda snabbare DNA-polymeraser.

Utformningen av den termiska cyklermodulen är också avgörande för PCR-experiment.Till exempel tillåter utbytbara moduler flexibilitet i antalet prover per körning.Dessutom är värmemoduler med individuellt styrbara moduler idealiska för att köra olika PCR-program samtidigt på en termocykler.

För automatiserad PCR med hög genomströmning bör programvaran som styr pipetteringshanteringssystemet vara programmerbar och kompatibel.Automatiserade system är idealiska för att utföra PCR-reaktioner med hög genomströmning eftersom de kan köras kontinuerligt med lite mänsklig inblandning, vilket minimerar tiden som krävs för manuell experimentell installation och ökar antalet reaktioner under en given tidsperiod.

Tillförlitlighet, hållbarhet och kvalitetssäkring av termiska cyklare

Förutom prestanda och genomströmningsförmåga bör PCR-maskinen också kunna motstå viss upprepad användning, miljöbelastning och transportförhållanden.Vissa tillverkare kan rapportera om hur instrumentet utför tillförlitlighets- och hållbarhetstester.Motsvarande PCR-instrumentdetektion inkluderar:

Tillförlitlighet: Mekaniska riggar används för att utföra upprepade tester på ofta använda instrumentkomponenter som termiska lock, kontrollpaneler/pekskärmar och temperaturcykelmoduler.

Omgivningstryck: Miljökammare kan användas för att simulera olika förhållanden för rutinexperiment, såsom temperatur, luftfuktighet.

Frakttestning: Testning av intensiva stötar och vibrationer kan utföras enligt International Safety Shipping Associations standarder för att säkerställa att instrumentet kan anlända i oskadade driftsförhållanden.

Garanti och service för underhåll av PCR-maskinen

Trots rigorösa tillförlitlighets- och hållbarhetstestning har termiska cyklare oundvikligen tekniska problem under instrumentets livslängd.För sinnesfrid bör tillverkarens garanti, service och underhåll beaktas när du köper ett instrument.

Flexibiliteten hos tjänster som underhåll på plats/återgång till fabrik, fjärrövervakningstjänster och utbytesinstrument i underhållsprocessen, etc., för att minska påverkan på arbetseffektiviteten.

Längden på garantiperioden, handläggningstiden för tjänsten, tillgängligheten till teknisk support och kompetensen hos professionell supportpersonal.

Genomförbarhet av instrumentinstallation, drift, samarbete och verifiering för att uppfylla laboratoriekrav och relaterade regulatoriska krav.Underhållstjänster som temperaturverifiering, testning och kalibrering är tillgängliga för att säkerställa att instrumentet fungerar korrekt med motsvarande parametrar.

Relaterade produkter: