Термоциклер - Thermal cycler

Современный высокопроизводительный термоциклер

Термоциклер (также известный как амплификатор , ПЦР машины или усилителя ДНК ) представляет собой лабораторное устройство , наиболее часто используемые для амплификации сегментов ДНК через полимеразной цепной реакции (ПЦР). Термоциклеры также могут использоваться в лабораториях для облегчения других чувствительных к температуре реакций, включая переваривание рестриктазами или быструю диагностику. Устройство имеет термоблок с отверстиями, в которые можно вставить трубки с реакционными смесями. Циклер затем повышает и понижает температуру блока дискретными, заранее запрограммированными шагами.

История

Baby Blue, прототип автоматизированного термоциклера, построенный примерно в 1986 году.
Biometra TRIO, термоциклер с сенсорным интерфейсом
Очень ранний ПЦР-аппарат, в котором вместо циклического переключения различных температур использовались три разные водяные бани с постоянной температурой, между которыми образцы перемещались с помощью роботизированной руки.

Наиболее ранние термоциклерами были предназначены для использования с фрагментом Кленова из ДНК - полимеразы I . Поскольку этот фермент разрушается на каждом этапе нагрева в процессе амплификации, каждый цикл приходилось добавлять новый фермент. Это привело к созданию громоздкой машины на основе автоматического дозатора с открытыми реакционными пробирками. Позже процесс ПЦР был адаптирован для использования термостабильной ДНК-полимеразы от Thermus aquaticus , что значительно упростило конструкцию термоциклера. В то время как в некоторых старых машинах блок погружается в масляную ванну для контроля температуры, в современных машинах ПЦР обычно используется элемент Пельтье . Качественные термоциклеры часто содержат серебряные блоки для достижения быстрых изменений температуры и однородной температуры по всему блоку. Другие цикловые установки имеют несколько блоков с высокой теплоемкостью, в каждом из которых поддерживается постоянная температура, а реакционные трубы перемещаются между ними с помощью автоматизированного процесса. Были созданы миниатюрные термоциклеры, в которых реакционная смесь движется по каналу через горячие и холодные зоны на микрожидкостном чипе. Термоциклеры, разработанные для количественной ПЦР, имеют оптические системы, которые позволяют отслеживать флуоресценцию во время цикла реакции.

Современные инновации

Пользовательский интерфейс современного термоциклера

Современные термоциклеры оснащены крышкой с подогревом, которая прижимается к крышкам реакционных трубок. Это предотвращает конденсацию воды из реакционных смесей на внутренней стороне крышек. Традиционно для этого использовался слой минерального масла . Некоторые термоциклеры оснащены полностью регулируемой крышкой с подогревом, что позволяет использовать нестандартные или различные типы пластиковой посуды для ПЦР.

Термоциклер
термоциклер с открытой крышкой

Некоторые термоциклеры оснащены несколькими блоками, позволяющими проводить несколько разных ПЦР одновременно. Некоторые модели также имеют функцию градиента, чтобы учесть разные температуры в разных частях блока. Это особенно полезно при проверке подходящих температур отжига для праймеров для ПЦР .

Рекомендации

Внешние ссылки

  • OpenPCR , термоциклер для ПЦР с открытым исходным кодом