Как выбрать амплификатор для ПЦР?

Амплификатор (термоциклер, ДНК-амплификатор) – прибор, используемый на третьем этапе полимеразной цепной реакции (ПЦР).  Данный метод позволяет синтезировать большое количество копий фрагмента ДНК из образца для проведения исследований в медицине, генетике, ветеринарии и пищевой промышленности. Амплификатор – незаменимый инструмент для лабораторий, проводящих ПЦР-анализ.

Устройство прибора

Конструкция амплификатор состоит из следующих элементов.

  1. Корпус.
  2. Крышка с нагревательным элементом, регулируемая по высоте. Регулировка высота необходима для того, чтобы пробирка полностью погружалась в блок, а в верхней части не образовывалась влага.
  3. Охлаждающие элементы, работающие по принципу Пельтье (принцип, при котором возникает разница температур при протекании тока через контакт двух разных полупроводников материалов).
  4. Система вентиляции.
  5. Система радиатора.
  6. Микропроцессор для вывода информации о состоянии процесса на экран.
  7. Клавиатура или пульт для управления процессом.

Принцип работы термоциклера

Термоциклер производит многократное нагревание и охлаждение пробирок за короткое время, что приводит к созданию копий ДНК. Исследование осуществляется в соответствии с заданными параметрами, затем устройство считывает аналитический сигнал и выводит его на монитор. Пользователь сам устанавливает продолжительность цикла и необходимые параметры температуры.

Каждый цикл состоит из 3 этапов:

– денатурация – стадия плавления, на которой разрушаются водородные связи и осуществляется преобразование двухцепочечной молекулы в две одноцепочечные (температура 94 – 98 °С);

– присоединение (отжиг) праймеров. Праймеры – специально подобранные короткие фрагменты ДНК, комплементарные определенным участкам ДНК-матрицы, с которых начинается новый синтез (температура  40 – 75 °С);

– элонгация ДНК – синтез новой цепи ДНК (температура 60 – 75 °С).

Одновременно производится исследование десятков образцов, все пробирки нагреваются равномерно, вне зависимости от расположения в блоке.

Сферы применения

ПЦР-диагностика широко применяется в медицине, ветеринарии, пищевой промышленности, генетике и криминалистике.

В медицине и ветеринарии метод ПЦР используется для выявления бактериальных, вирусных и паразитных инфекций. Носитель  заболевания может быть определен практически сразу после заражения до появления симптомов. Так же ПЦР применяется для определения генетической предрасположенности к непереносимости лекарства.

В пищевой промышленности амплификаторы позволяют определить ГМО и некоторые виды микроорганизмов в продуктах питания и сырье.

Как выбрать амплификатор?

При выборе амплификатора необходимо обращать внимание на ряд параметров.

  1. Особенности реакционного блока. Большинство блоков универсальны, то есть можно выбрать пробирки, планшеты или стрипы, но набольшее распространение получил планшетный формат 96 мест на пробирки объемом 0,2 мл. Формат на 384 места подходит для лабораторий с высокой производительностью. Форматы на 16 и 48 образцов подходят для небольших лабораторий, а форматы на 30 и 60 используются с большими реакционными объемами (0,5 мл). Число лунок — 16, 30, 48, 60, 96 или 384; емкость ПЦР-пробирок — 0,1; 0,2 или 0,5 мл.
  1. Скорость нагрева и охлаждения. Необходимо подбирать прибор с оптимальной для Вашей лаборатории скоростью нагрева и охлаждения, так как от этих параметров зависит время проведения цикла ПЦР.
  2. Нагревательные элементы Пельтье. Несколько нагревательных элементов Пельтье на термоблоке позволяют одновременно задавать по термоблоку несколько зон с различными температурами, что позволяет вести реакции с разными параметрами цикла.
  3. Возможность объединения нескольких приборов в одну станцию. Несколько приборов могут быть объединены в одну станцию под управлением одного прибора. Это может быть необходимо для лабораторий с большим потоком.
  4. Наличие нагревательной крышки препятствует образованию конденсата на крышке и стенках пробирки и позволяет уменьшить объем реакционной смеси. Если крышка отсутствует, используют наслаивание поверх реакционной смеси минерального масла или специального воска. Этот метод не является удобным в случае проведения большого числа реакций. Большинство современных моделей имеют нагревательную крышку.