Термоциклеры: больше, чем просто машины для ПЦР

Термоциклеры: больше, чем просто машины для ПЦР

После того как в 1983 году нобелевский лауреат Кэри Маллис разработал полимеразную цепную реакцию, многие ученые захотели автоматизировать этот трудоемкий процесс.Всего несколько лет спустя первый коммерческий термоциклер обеспечил такую ​​автоматизацию.Контролируемое нагревание и охлаждение в термоциклере обычно называют машинами ПЦР, которые амплифицируют нуклеиновые кислоты в образце, но их можно использовать во многих других приложениях, включая секвенирование ДНК, клонирование, исследования экспрессии генов и многое другое.Чтобы выбрать лучший прибор для конкретной лаборатории, полезно просмотреть некоторые детали устройства и различные области применения.

Во-первых, давайте посмотрим, что делает термоциклер.Он предназначен для «термического циклирования ваших образцов в течение определенных периодов времени», — говорит Марк Ванг, руководитель продукта в BIOBASE.«Пользователь может запрограммировать прибор на изменение между несколькими температурами инкубации, каждая в течение определенного периода времени, а затем повторять изменение температуры снова и снова в течение определенных циклов». Температуры и время могут быть такими же сложными, как и ученый. желания.

По мере того, как ученые разрабатывают новые методы, термоциклеры появляются во все большем количестве рабочих процессов.Например, термоциклеры можно использовать в технологии редактирования генов CRISPR-Cas 9.Марк Ванг также отмечает, что термоциклеры «можно использовать для проведения реакций, требующих поддержания точной температуры инкубации, включая некоторые ферментативные кинетические реакции».

Новые проблемы в науке и мировом здравоохранении также побуждают ученых расширять использование термоциклеров.Кроме того, новые научные методы и более совершенные термоциклеры в совокупности открывают новые способы использования этих устройств.

Эволюция точности

Поскольку первому коммерческому термоциклеру уже 33 года, это далеко не новая технология, но достижения все еще улучшают эти устройства.«Первым значительным улучшением было то, как они меняли температуру инкубации», как говорит Марк Ванг.Самые ранние инструменты включали несколько секций с разными температурами.Перемещение образца из одной секции в другую меняло его температуру.В 1980-х годах, по словам Вана, с помощью компрессора и нагревательного элемента были созданы термоциклеры, которые могли «нагревать и охлаждать образцы в одном и том же месте». После этого, по его словам, «термоэлектрическое устройство Пельтье заменило компрессор и нагревательный элемент». для инкубации образцов, что позволяет уменьшить размер и энергопотребление прибора». Сегодняшние термоциклеры продолжают использовать подход Пельтье.