Mesin PCR | Apakah Anda benar-benar mengerti?

Teknologi PCR pemenang Hadiah Nobel

Pada tahun 1993, ilmuwan Amerika Mulis menerima Hadiah Nobel Kimia, dan pencapaiannya adalah penemuan teknologi PCR.Keajaiban teknologi PCR terletak pada karakteristik berikut: Pertama, jumlah DNA yang akan diamplifikasi sangat kecil, dan secara teoritis satu molekul dapat digunakan untuk amplifikasi;kedua, efisiensi amplifikasi tinggi, dan jumlah gen target bersifat eksponensial.Amplifikasi, lebih dari 10 juta kali dalam beberapa jam.Saat ini instrumen PCR telah banyak digunakan dalam penelitian life science dan banyak aspek lainnya.

Model dan produsen thermal cycler yang berbeda mungkin menunjukkan kinerja dan pengulangan yang berbeda.Perbedaan ini tidak hanya mempengaruhi efisiensi PCR tetapi juga akurasi dan konsistensi data yang diperoleh.Memahami fitur mesin PCR dapat membantu kami memaksimalkan keberhasilan eksperimen kami.

Modul pemanas

Keakuratan suhu thermal cycler dapat menjadi penentu keberhasilan atau kegagalan PCR.Konsistensi suhu baik-ke-baik pada blok pemanas juga penting untuk mendapatkan hasil PCR yang andal dan dapat direproduksi.

Salah satu cara untuk memastikan akurasi termal adalah dengan sering menguji menggunakan kit verifikasi suhu dan mengkalibrasi ulang sesuai kebutuhan oleh profesional terlatih.Tes verifikasi suhu biasanya digunakan untuk:

Akurasi sumur-ke-sumur relatif untuk menyetel suhu dalam mode isotermal

Akurasi sumur-ke-sumur relatif untuk mengatur suhu setelah konversi suhu

Akurasi Suhu Tutup Panas

Kontrol Suhu Anil Primer

Kontrol suhu gradien adalah fungsi instrumen PCR yang memfasilitasi optimalisasi anil primer pada PCR.Tujuan pengaturan gradien adalah untuk mencapai suhu yang bervariasi antar modul, dan dengan kenaikan dan penurunan suhu ≥2°C di antara setiap kolom, suhu yang berbeda dapat diuji secara bersamaan untuk mendapatkan suhu anil primer yang optimal.Secara teoritis, gradien sejati mencapai suhu linier antar modul.

Namun, pengendara sepeda termal gradien konvensional biasanya menggunakan blok termal tunggal dan mengontrol suhu melalui dua elemen pemanas dan pendingin yang terletak di kedua ujungnya, yang sering mengakibatkan keterbatasan berikut:

Hanya dua suhu yang dapat diatur: suhu tinggi dan rendah untuk anil primer diatur di kedua ujung modul termal, dan pengaturan suhu lain yang tepat tidak dapat dicapai antara modul

Karena pertukaran panas antara kolom yang berbeda, suhu antara daerah yang berbeda pada modul lebih cenderung mengikuti kurva sigmoidal daripada gradien linier yang sebenarnya.

Suhu sampel

Kemampuan thermal cycler untuk mengontrol suhu sampel sangat penting untuk keakuratan hasil PCR.Parameter khusus instrumen seperti ramp rate, waktu tahan, dan algoritme sangat penting untuk memprediksi suhu sampel.

Laju pemanasan dan pendinginan mesin PCR berarti perubahan suhu antara langkah-langkah PCR yang terjadi selama periode waktu tertentu.Karena dibutuhkan sejumlah waktu untuk perpindahan panas dari modul ke sampel, laju pemanasan dan pendinginan sampel yang sebenarnya akan lebih lambat.Oleh karena itu, definisi kecepatan perubahan suhu perlu dibedakan dan dipahami.

Laju tanjakan modul maksimum atau puncak mewakili perubahan suhu tercepat yang dapat dicapai modul selama periode waktu yang sangat singkat selama tanjakan.

Laju ramp blok rata-rata mewakili laju perubahan suhu selama periode waktu yang lebih lama dan akan memberikan ukuran kecepatan mesin PCR yang lebih representatif.

Laju pemanasan dan pendinginan sampel maksimum serta laju pemanasan dan pendinginan sampel rata-rata mencerminkan suhu sebenarnya yang diperoleh sampel.Laju pemanasan dan pendinginan sampel akan memberikan perbandingan kinerja mesin PCR yang lebih akurat dan potensi dampaknya terhadap hasil PCR.

Saat melakukan penggantian cycler, disarankan untuk menggunakan instrumen dengan program ramp rate yang mensimulasikan mode sebelumnya untuk penggantian yang lebih mudah dan dampak minimal pada pengulangan PCR.

Thermal cycler harus dirancang untuk langkah waktu hanya setelah sampel mencapai suhu yang disetel.Dengan cara ini, waktu sampel dipertahankan pada suhu yang disetel akan lebih akurat dipertahankan dengan kondisi siklus yang sesuai yang diperlukan dalam prosedur pengoperasian.

Thermal cycler sering menggunakan algoritme matematika yang rumit untuk memastikan bahwa sampel dapat dengan cepat mencapai suhu yang disetel sesuai dengan program yang telah ditetapkan.Berdasarkan volume sistem reaksi dan ketebalan plastik PCR yang digunakan, algoritme dapat memprediksi suhu sampel dan waktu yang diperlukan untuk mencapai suhu yang ditetapkan.Mengandalkan algoritme ini, selama proses pemanasan atau pendinginan thermal cycler, suhu blok biasanya akan melebihi nilai yang ditetapkan melalui proses yang disebut overshoot atau undershoot blok termal.Pengaturan seperti itu memastikan bahwa sampel mencapai suhu yang disetel secepat mungkin tanpa overshooting atau undershooting itu sendiri.

Throughput eksperimental

Faktor-faktor yang dapat meningkatkan throughput dari thermal cycler meliputi ramp rate, konfigurasi blok termal, dan integrasi platform otomasi.

Laju pemanasan dan pendinginan thermal cycler mewakili kecepatan mencapai suhu yang disetel.Semakin cepat kenaikan dan penurunan suhu, semakin cepat PCR akan berjalan, yang berarti semakin banyak percobaan yang dapat diselesaikan dalam jangka waktu tertentu.Selain itu, percobaan dapat dipercepat dengan menggunakan DNA polimerase yang lebih cepat.

Desain modul thermal cycler juga penting untuk percobaan PCR.Misalnya, modul yang dapat diganti memungkinkan fleksibilitas dalam jumlah sampel per proses.Selain itu, modul pemanas dengan modul yang dapat dikontrol secara individual ideal untuk menjalankan berbagai program PCR secara bersamaan pada satu siklus termal.

Untuk PCR throughput tinggi otomatis, perangkat lunak yang mengontrol sistem penanganan pemipetan harus dapat diprogram dan kompatibel.Sistem otomatis ideal untuk melakukan reaksi PCR throughput tinggi karena dapat dijalankan terus menerus dengan sedikit campur tangan manusia, sehingga meminimalkan waktu yang diperlukan untuk penyiapan eksperimen manual dan meningkatkan jumlah reaksi dalam periode waktu tertentu .

Keandalan, Daya Tahan, dan Jaminan Kualitas Thermal Cycler

Selain kemampuan performa dan throughput, mesin PCR juga harus mampu menahan penggunaan berulang tertentu, tekanan lingkungan, dan kondisi pengiriman.Beberapa pabrikan mungkin melaporkan tentang bagaimana instrumen melakukan uji keandalan dan daya tahan.Deteksi instrumen PCR yang sesuai meliputi:

Keandalan: Rig mekanis digunakan untuk melakukan pengujian berulang pada komponen instrumen yang sering digunakan seperti tutup termal, panel kontrol/layar sentuh, dan modul siklus suhu.

Tekanan sekitar: Ruang lingkungan dapat digunakan untuk mensimulasikan berbagai kondisi percobaan rutin, seperti suhu, kelembapan.

Pengujian Pengiriman: Pengujian kejut dan getaran yang intens dapat dilakukan sesuai dengan standar Asosiasi Pengiriman Keselamatan Internasional untuk memastikan instrumen dapat tiba dalam kondisi pengoperasian yang tidak rusak.

Garansi dan service perawatan mesin PCR

Meskipun uji reliabilitas dan daya tahan yang ketat, thermal cycler pasti memiliki masalah teknis selama masa pakai instrumen.Untuk ketenangan pikiran, garansi, servis, dan pemeliharaan dari produsen harus dipertimbangkan saat membeli instrumen.

Fleksibilitas layanan seperti pemeliharaan di lokasi/kembali ke pabrik, layanan pemantauan jarak jauh, dan penggantian instrumen dalam proses pemeliharaan, dll., untuk mengurangi dampak efisiensi kerja.

Lamanya masa garansi, waktu penyelesaian layanan, aksesibilitas dukungan teknis, dan keterampilan personel dukungan profesional.

Kelayakan pemasangan, pengoperasian, kerjasama, dan verifikasi instrumen untuk memenuhi persyaratan laboratorium dan peraturan terkait.Layanan perawatan seperti verifikasi suhu, pengujian, dan kalibrasi tersedia untuk memastikan bahwa instrumen bekerja dengan baik dengan parameter yang sesuai.

Produk-produk terkait: