PCR machine|Naiintindihan mo ba talaga?

Teknolohiya ng PCR na nanalo ng Nobel Prize

Noong 1993, natanggap ng Amerikanong siyentipiko na si Mulis ang Nobel Prize sa Chemistry, at ang kanyang tagumpay ay ang pag-imbento ng teknolohiya ng PCR.Ang mahika ng teknolohiya ng PCR ay nasa mga sumusunod na katangian: Una, ang dami ng DNA na ipapalaki ay napakaliit, at sa teoryang isang molekula ay maaaring gamitin para sa amplification;pangalawa, ang kahusayan ng amplification ay mataas, at ang halaga ng target na gene ay exponential.Amplification, higit sa 10 milyong beses sa loob ng ilang oras.Ngayon ang instrumento ng PCR ay malawakang ginagamit sa pananaliksik sa agham ng buhay at marami pang ibang aspeto.

Ang iba't ibang modelo at tagagawa ng mga thermal cyclers ay maaaring magpakita ng iba't ibang pagganap at repeatability.Ang mga pagkakaibang ito ay nakakaapekto hindi lamang sa kahusayan ng PCR kundi pati na rin sa katumpakan at pagkakapare-pareho ng data na nakuha.Ang pag-unawa sa mga feature ng PCR machine ay makakatulong sa amin na mapakinabangan ang tagumpay ng aming mga eksperimento.

Module ng pag-init

Ang katumpakan ng temperatura ng thermal cycler ay maaaring maging mapagpasyahan para sa tagumpay o pagkabigo ng PCR.Ang pagkakapare-pareho ng well-to-well na temperatura sa heating block ay kritikal din para makakuha ng maaasahan at reproducible na resulta ng PCR.

Ang isang paraan upang matiyak ang katumpakan ng thermal ay ang madalas na pagsubok gamit ang mga temperature verification kit at muling i-calibrate kung kinakailangan ng isang sinanay na propesyonal.Ang mga pagsubok sa pag-verify ng temperatura ay karaniwang ginagamit upang:

Well-to-well accuracy na may kaugnayan sa pagtakda ng temperatura sa isothermal mode

Well-to-well accuracy na may kaugnayan sa itakdang temperatura pagkatapos ng conversion ng temperatura

Katumpakan ng Temperatura ng Heat Lid

Pagkontrol sa Temperatura ng Pagsusupil ng Primer

Ang gradient temperature control ay isang function ng PCR instrument na nagpapadali sa pag-optimize ng primer annealing sa PCR.Ang layunin ng setting ng gradient ay upang makamit ang iba't ibang temperatura sa pagitan ng mga module, at sa pamamagitan ng ≥2°C na pagtaas at pagbaba ng temperatura sa pagitan ng bawat column, ang iba't ibang temperatura ay maaaring sabay na masuri upang makuha ang pinakamainam na temperatura ng primer annealing.Sa teoryang, ang isang tunay na gradient ay nakakamit ng linear na temperatura sa pagitan ng mga module.

Gayunpaman, karaniwang ginagamit ng mga conventional gradient thermal cyclers ang isang thermal block at kontrolin ang temperatura sa pamamagitan ng dalawang heating at cooling elements na matatagpuan sa magkabilang dulo, kadalasang nagreresulta sa mga sumusunod na limitasyon:

Dalawang temperatura lang ang maaaring itakda: ang mataas at mababang temperatura para sa primer annealing ay nakatakda sa magkabilang dulo ng thermal module, at hindi makakamit ang tumpak na setting ng iba pang temperatura sa pagitan ng modul

Dahil sa pagpapalitan ng init sa pagitan ng iba't ibang column, ang temperatura sa pagitan ng iba't ibang rehiyon sa module ay mas malamang na sumunod sa isang sigmoidal curve kaysa sa isang tunay na linear gradient.

Halimbawang temperatura

Ang kakayahan ng thermal cycler na kontrolin ang sample na temperatura ay napakahalaga para sa katumpakan ng mga resulta ng PCR.Ang mga parameter na partikular sa instrumento gaya ng mga rate ng ramp, mga oras ng hold, at mga algorithm ay kritikal para sa paghula ng sample na temperatura.

Ang bilis ng pag-init at paglamig ng PCR machine ay nangangahulugan na ang temperatura ay nagbabago sa pagitan ng mga hakbang ng PCR na nangyayari sa isang tiyak na tagal ng panahon.Dahil tumatagal ng ilang oras para ilipat ang init mula sa module patungo sa sample, magiging mas mabagal ang aktwal na heating at cooling rate ng sample.Samakatuwid, ang kahulugan ng bilis ng pagbabago ng temperatura ay kailangang makilala at maunawaan.

Kinakatawan ng maximum o peak module ramp rate ang pinakamabilis na pagbabago sa temperatura na magagawa ng module sa napakaliit na yugto ng panahon sa panahon ng ramp.

Ang average na block ramp rate ay kumakatawan sa rate ng pagbabago ng temperatura sa loob ng mas mahabang panahon at magbibigay ng mas kumakatawang sukat ng PCR machine speed.

Ang maximum na sample heating at cooling rate at ang average na sample heating at cooling rate ay sumasalamin sa aktwal na temperatura na nakuha ng sample.Ang rate ng sample heating at cooling ay magbibigay ng mas tumpak na paghahambing ng performance ng PCR machine at ang potensyal na epekto nito sa mga resulta ng PCR.

Kapag nagsasagawa ng pagpapalit ng cycler, inirerekomendang gumamit ng instrumento na may ramp rate program na ginagaya ang nakaraang mode para sa mas madaling pagpapalit at minimal na epekto sa PCR repeatability.

Ang thermal cycler ay dapat na idinisenyo sa oras ng mga hakbang lamang pagkatapos maabot ng sample ang itinakdang temperatura.Sa ganitong paraan, ang oras na pinananatili ang sample sa itinakdang temperatura ay mas tumpak na mapapanatili sa mga kaukulang kondisyon ng cycle na kinakailangan sa operating procedure.

Ang mga thermal cyclers ay kadalasang gumagamit ng mga kumplikadong mathematical algorithm upang matiyak na ang mga sample ay maaaring mabilis na maabot ang isang nakatakdang temperatura ayon sa isang preset na programa.Batay sa dami ng sistema ng reaksyon at kapal ng PCR plastic na ginamit, mahuhulaan ng algorithm ang temperatura ng sample at ang oras na aabutin upang maabot ang itinakdang temperatura.Sa pag-asa sa mga algorithm na ito, sa panahon ng proseso ng pag-init o paglamig ng thermal cycler, kadalasang lalampas ang block temperature sa itinakdang halaga sa pamamagitan ng prosesong tinatawag na thermal block overshoot o undershoot.Tinitiyak ng naturang setup na maabot ng sample ang itinakdang temperatura sa lalong madaling panahon nang hindi nag-overshoot o nag-undershoot mismo.

Pang-eksperimentong throughput

Ang mga salik na maaaring magpapataas sa throughput ng isang thermal cycler ay kinabibilangan ng mga rate ng ramp, mga configuration ng thermal block, at pagsasama ng mga automation platform.

Ang heating at cooling rate ng thermal cycler ay kumakatawan sa bilis kung saan ito umabot sa itinakdang temperatura.Ang mas mabilis na pagtaas at pagbaba ng temperatura, mas mabilis na tatakbo ang PCR, na nangangahulugan na mas maraming mga eksperimento ang maaaring makumpleto sa isang partikular na yugto ng panahon.Bilang karagdagan, ang mga eksperimento ay maaaring mapabilis sa pamamagitan ng paggamit ng mas mabilis na DNA polymerases.

Ang disenyo ng thermal cycler module ay mahalaga din para sa mga eksperimento sa PCR.Halimbawa, ang mga napapalitang module ay nagbibigay-daan sa kakayahang umangkop sa bilang ng mga sample sa bawat pagtakbo.Bilang karagdagan, ang mga heating module na may indibidwal na nakokontrol na mga module ay perpekto para sa pagpapatakbo ng iba't ibang mga PCR program nang sabay-sabay sa isang thermal cycler.

Para sa automated na high-throughput PCR, ang software na kumokontrol sa pipetting handling system ay dapat na programmable at compatible.Ang mga automated system ay mainam para sa pagsasagawa ng high-throughput na mga reaksyon ng PCR dahil maaari silang patakbuhin nang tuluy-tuloy na may kaunting interbensyon ng tao, at sa gayon ay pinapaliit ang oras na kinakailangan para sa manu-manong eksperimentong pag-setup at pagtaas ng bilang ng mga reaksyon sa isang partikular na yugto ng panahon .

Pagiging Maaasahan, Durability at Quality Assurance ng Thermal Cyclers

Bilang karagdagan sa mga kakayahan sa pagganap at throughput, ang PCR machine ay dapat ding makayanan ang ilang paulit-ulit na paggamit, stress sa kapaligiran, at mga kondisyon sa pagpapadala.Ang ilang mga tagagawa ay maaaring mag-ulat kung paano gumaganap ang instrumento ng mga pagsubok sa pagiging maaasahan at tibay.Kasama sa kaukulang PCR instrument detection ang:

Pagiging maaasahan: Ginagamit ang mga mekanikal na rig upang magsagawa ng mga paulit-ulit na pagsusuri sa mga madalas na ginagamit na bahagi ng instrumento gaya ng mga thermal lid, control panel/touchscreen, at temperature cycling module.

Ambient pressure: Maaaring gamitin ang mga environmental chamber para gayahin ang iba't ibang kundisyon ng mga nakagawiang eksperimento, gaya ng temperatura, halumigmig.

Pagsubok sa Pagpapadala: Ang matinding pagkabigla at pagsubok sa panginginig ng boses ay maaaring isagawa ayon sa mga pamantayan ng International Safety Shipping Association upang matiyak na ang instrumento ay makakarating sa hindi nasisira na mga kondisyon ng pagpapatakbo.

Warranty at serbisyo para sa pagpapanatili ng PCR machine

Sa kabila ng mahigpit na pagsubok sa pagiging maaasahan at tibay, ang mga thermal cyclers ay hindi maiiwasang magkaroon ng mga teknikal na isyu sa buhay ng instrumento.Para sa kapayapaan ng isip, dapat isaalang-alang ang warranty, serbisyo, at pagpapanatili ng tagagawa kapag bumili ng instrumento.

Ang kakayahang umangkop ng mga serbisyo tulad ng on-site/return-to-factory maintenance, remote monitoring services, at kapalit na instrumento sa proseso ng maintenance, atbp., upang mabawasan ang epekto sa kahusayan sa trabaho.

Ang haba ng panahon ng warranty, ang oras ng turnaround ng serbisyo, ang accessibility ng teknikal na suporta, at ang mga kasanayan ng mga propesyonal na tauhan ng suporta.

Pagiging posible ng pag-install, pagpapatakbo, pakikipagtulungan, at pagpapatunay ng instrumento upang matugunan ang mga kinakailangan sa laboratoryo at mga nauugnay na regulasyon.Ang mga serbisyo sa pagpapanatili tulad ng pag-verify ng temperatura, pagsubok, at pagkakalibrate ay magagamit upang matiyak na gumagana nang maayos ang instrumento sa mga kaukulang parameter.

Kaugnay na Mga Produkto: