पीसीआर मशीन|तुम्हाला खरंच समजलं का?

नोबेल पारितोषिक विजेते पीसीआर तंत्रज्ञान

1993 मध्ये, अमेरिकन शास्त्रज्ञ मुलिस यांना रसायनशास्त्रातील नोबेल पारितोषिक मिळाले आणि पीसीआर तंत्रज्ञानाचा शोध ही त्यांची कामगिरी होती.पीसीआर तंत्रज्ञानाची जादू खालील वैशिष्ट्यांमध्ये आहे: प्रथम, प्रवर्धित करण्यासाठी डीएनएचे प्रमाण अत्यंत लहान आहे आणि सैद्धांतिकदृष्ट्या एक रेणू प्रवर्धनासाठी वापरला जाऊ शकतो;दुसरे म्हणजे, प्रवर्धन कार्यक्षमता जास्त आहे आणि लक्ष्य जनुकाचे प्रमाण घातांक आहे.प्रवर्धन, काही तासांत 10 दशलक्ष वेळा.आता पीसीआर उपकरणाचा वापर जीवन विज्ञान संशोधन आणि इतर अनेक बाबींमध्ये मोठ्या प्रमाणावर केला जात आहे.

भिन्न मॉडेल्स आणि थर्मल सायकलर्सचे उत्पादक भिन्न कार्यप्रदर्शन आणि पुनरावृत्तीक्षमता प्रदर्शित करू शकतात.हे फरक केवळ पीसीआर कार्यक्षमतेवरच नाही तर मिळवलेल्या डेटाची अचूकता आणि सुसंगतता देखील प्रभावित करतात.पीसीआर मशिनची वैशिष्ट्ये समजून घेतल्याने आम्हाला आमच्या प्रयोगांना जास्तीत जास्त यश मिळू शकते.

हीटिंग मॉड्यूल

थर्मल सायकलरच्या तापमानाची अचूकता पीसीआरच्या यश किंवा अपयशासाठी निर्णायक असू शकते.विश्वसनीय आणि पुनरुत्पादक पीसीआर परिणाम मिळविण्यासाठी हीटिंग ब्लॉकवर चांगल्या-ते-विहीर तापमानाची सुसंगतता देखील महत्त्वपूर्ण आहे.

थर्मल अचूकता सुनिश्चित करण्याचा एक मार्ग म्हणजे तापमान पडताळणी किट वापरून वारंवार चाचणी करणे आणि प्रशिक्षित व्यावसायिकाद्वारे आवश्यकतेनुसार पुन्हा कॅलिब्रेट करणे.तापमान पडताळणी चाचण्या सामान्यतः यासाठी वापरल्या जातात:

सम-थर्मल मोडमध्ये तापमान सेट करण्याच्या सापेक्ष वेल-टू-वेल अचूकता

तापमान रूपांतरणानंतर तापमान सेट करण्याच्या सापेक्ष वेल-टू-वेल अचूकता

उष्णता झाकण तापमान अचूकता

प्राइमर एनीलिंग तापमान नियंत्रण

ग्रेडियंट तापमान नियंत्रण हे PCR इन्स्ट्रुमेंटचे कार्य आहे जे PCR मध्ये प्राइमर अॅनिलिंगचे ऑप्टिमायझेशन सुलभ करते.ग्रेडियंट सेटिंगचा उद्देश मॉड्यूल्समधील भिन्न तापमान प्राप्त करणे हा आहे आणि प्रत्येक स्तंभामध्ये ≥2°C तापमान वाढ आणि घसरण करून, इष्टतम प्राइमर अॅनिलिंग तापमान मिळविण्यासाठी एकाच वेळी वेगवेगळ्या तापमानांची चाचणी केली जाऊ शकते.सैद्धांतिकदृष्ट्या, एक खरा ग्रेडियंट मॉड्यूल्स दरम्यान रेखीय तापमान प्राप्त करतो.

तथापि, पारंपारिक ग्रेडियंट थर्मल सायकलर्स सामान्यत: एकच थर्मल ब्लॉक वापरतात आणि दोन्ही टोकांना असलेल्या दोन हीटिंग आणि कूलिंग घटकांद्वारे तापमान नियंत्रित करतात, ज्यामुळे बर्‍याचदा खालील मर्यादा येतात:

फक्त दोन तापमान सेट केले जाऊ शकतात: प्राइमर अॅनिलिंगसाठी उच्च आणि निम्न तापमान थर्मल मॉड्यूलच्या दोन्ही टोकांवर सेट केले जातात आणि मॉड्यूल दरम्यान इतर तापमानांची अचूक सेटिंग साध्य करता येत नाही.

वेगवेगळ्या स्तंभांमधील उष्णतेच्या देवाणघेवाणीमुळे, मॉड्यूलवरील भिन्न प्रदेशांमधील तापमान वास्तविक रेखीय ग्रेडियंटऐवजी सिग्मॉइडल वक्र अनुसरण्याची अधिक शक्यता असते.

नमुना तापमान

PCR परिणामांच्या अचूकतेसाठी नमुना तापमान नियंत्रित करण्यासाठी थर्मल सायकलरची क्षमता खूप महत्वाची आहे.नमुना तापमानाचा अंदाज लावण्यासाठी रॅम्प रेट, होल्ड टाइम्स आणि अल्गोरिदम यासारखे इन्स्ट्रुमेंट-विशिष्ट पॅरामीटर्स महत्त्वपूर्ण आहेत.

पीसीआर मशीनच्या गरम आणि थंड होण्याच्या दराचा अर्थ असा आहे की विशिष्ट कालावधीत पीसीआर चरणांमध्ये तापमान बदलते.मॉड्यूलमधून नमुन्यात उष्णता हस्तांतरित होण्यासाठी ठराविक वेळ लागत असल्याने, नमुन्याचे वास्तविक गरम आणि थंड होण्याचे प्रमाण कमी असेल.म्हणून, तापमान बदलाच्या गतीची व्याख्या ओळखणे आणि समजून घेणे आवश्यक आहे.

कमाल किंवा शिखर मॉड्युल रॅम्प रेट हा सर्वात जलद तापमान बदल दर्शवतो जो रॅम्प दरम्यान खूप कमी कालावधीत मॉड्यूल साध्य करू शकतो.

सरासरी ब्लॉक रॅम्प दर दीर्घ कालावधीत तापमान बदलाचा दर दर्शवतो आणि पीसीआर मशीनच्या गतीचे अधिक प्रातिनिधिक माप प्रदान करेल.

कमाल नमुना हीटिंग आणि कूलिंग रेट आणि सरासरी नमुना हीटिंग आणि कूलिंग रेट नमुन्याद्वारे प्राप्त केलेले वास्तविक तापमान प्रतिबिंबित करतात.सॅम्पल हीटिंग आणि कूलिंगचा दर PCR मशीनच्या कार्यक्षमतेची आणि PCR परिणामांवर त्याचा संभाव्य परिणाम यांची अधिक अचूक तुलना प्रदान करेल.

सायकलर रिप्लेसमेंट करताना, रॅम्प रेट प्रोग्रामसह एखादे इन्स्ट्रुमेंट वापरण्याची शिफारस केली जाते जे सोपे बदलण्यासाठी आणि पीसीआर पुनरावृत्ती होण्यावर कमीतकमी प्रभावासाठी मागील मोडचे अनुकरण करते.

सॅम्पल सेट तापमानापर्यंत पोहोचल्यानंतरच थर्मल सायकलर वेळेच्या पायऱ्यांवर डिझाइन केले जावे.अशाप्रकारे, सेट तापमानावर नमुना ठेवण्याची वेळ ऑपरेटिंग प्रक्रियेमध्ये आवश्यक असलेल्या संबंधित चक्र परिस्थितींसह अधिक अचूकपणे राखली जाईल.

प्रीसेट प्रोग्रामनुसार नमुने पटकन सेट तापमानापर्यंत पोहोचू शकतात याची खात्री करण्यासाठी थर्मल सायकलर्स अनेकदा जटिल गणिती अल्गोरिदम वापरतात.प्रतिक्रिया प्रणालीची मात्रा आणि वापरलेल्या PCR प्लास्टिकच्या जाडीच्या आधारावर, अल्गोरिदम नमुन्याचे तापमान आणि सेट तापमानापर्यंत पोहोचण्यासाठी किती वेळ लागेल याचा अंदाज लावू शकतो.या अल्गोरिदमवर अवलंबून राहून, थर्मल सायकलरच्या गरम किंवा कूलिंग प्रक्रियेदरम्यान, थर्मल ब्लॉक ओव्हरशूट किंवा अंडरशूट नावाच्या प्रक्रियेद्वारे ब्लॉक तापमान सामान्यतः सेट मूल्यापेक्षा जास्त असेल.असा सेटअप हे सुनिश्चित करतो की नमुना सेट तापमानात शक्य तितक्या लवकर ओव्हरशूटिंग किंवा अंडरशूट न करता पोहोचतो.

प्रायोगिक थ्रुपुट

थर्मल सायकलरचे थ्रुपुट वाढवू शकणारे घटक म्हणजे रॅम्प रेट, थर्मल ब्लॉक कॉन्फिगरेशन आणि ऑटोमेशन प्लॅटफॉर्मचे एकत्रीकरण.

थर्मल सायकलरचा हीटिंग आणि कूलिंग रेट तो सेट तापमानापर्यंत पोहोचण्याचा वेग दर्शवतो.जितक्या वेगाने तापमान वाढेल आणि कमी होईल तितक्या वेगाने पीसीआर चालेल, याचा अर्थ दिलेल्या कालावधीत अधिक प्रयोग पूर्ण केले जाऊ शकतात.याव्यतिरिक्त, वेगवान डीएनए पॉलिमरेसेस वापरून प्रयोगांना गती दिली जाऊ शकते.

PCR प्रयोगांसाठी थर्मल सायकलर मॉड्यूलची रचना देखील महत्त्वपूर्ण आहे.उदाहरणार्थ, बदलण्यायोग्य मॉड्यूल्स प्रति रन नमुन्यांच्या संख्येमध्ये लवचिकतेस अनुमती देतात.याशिवाय, एका थर्मल सायकलरवर एकाच वेळी वेगवेगळे पीसीआर प्रोग्राम चालवण्यासाठी वैयक्तिकरित्या नियंत्रित करण्यायोग्य मॉड्यूलसह ​​हीटिंग मॉड्यूल्स आदर्श आहेत.

स्वयंचलित उच्च-थ्रूपुट पीसीआरसाठी, पाईपिंग हाताळणी प्रणाली नियंत्रित करणारे सॉफ्टवेअर प्रोग्राम करण्यायोग्य आणि सुसंगत असावे.स्वयंचलित प्रणाली उच्च-थ्रूपुट पीसीआर प्रतिक्रिया करण्यासाठी आदर्श आहेत कारण त्या थोड्या मानवी हस्तक्षेपाने सतत चालवल्या जाऊ शकतात, ज्यामुळे मॅन्युअल प्रायोगिक सेटअपसाठी लागणारा वेळ कमी होतो आणि दिलेल्या कालावधीत प्रतिक्रियांची संख्या वाढते.

थर्मल सायकलर्सची विश्वासार्हता, टिकाऊपणा आणि गुणवत्ता हमी

कार्यप्रदर्शन आणि थ्रूपुट क्षमतांव्यतिरिक्त, पीसीआर मशीन विशिष्ट वारंवार वापर, पर्यावरणीय ताण आणि शिपिंग परिस्थितीचा सामना करण्यास सक्षम असणे आवश्यक आहे.काही उत्पादक इन्स्ट्रुमेंट विश्वासार्हता आणि टिकाऊपणा चाचण्या कशा करतात याचा अहवाल देऊ शकतात.संबंधित पीसीआर इन्स्ट्रुमेंट डिटेक्शनमध्ये हे समाविष्ट आहे:

विश्वासार्हता: मेकॅनिकल रिग्सचा वापर वारंवार वापरल्या जाणार्‍या इन्स्ट्रुमेंट घटकांवर जसे की थर्मल लिड्स, कंट्रोल पॅनेल/टचस्क्रीन आणि तापमान सायकलिंग मॉड्यूल्सवर वारंवार चाचण्या करण्यासाठी केला जातो.

सभोवतालचा दाब: तापमान, आर्द्रता यासारख्या नियमित प्रयोगांच्या विविध परिस्थितींचे अनुकरण करण्यासाठी पर्यावरण कक्षांचा वापर केला जाऊ शकतो.

शिपिंग चाचणी: इन्स्ट्रुमेंट खराब नसलेल्या ऑपरेटिंग परिस्थितीत येऊ शकते याची खात्री करण्यासाठी आंतरराष्ट्रीय सेफ्टी शिपिंग असोसिएशन मानकांनुसार तीव्र शॉक आणि कंपन चाचणी केली जाऊ शकते.

पीसीआर मशीनच्या देखरेखीसाठी हमी आणि सेवा

कठोर विश्वासार्हता आणि टिकाऊपणा चाचणी असूनही, थर्मल सायकलर्सना इन्स्ट्रुमेंटच्या आयुष्यावर तांत्रिक समस्या अपरिहार्यपणे असतात.मनःशांतीसाठी, इन्स्ट्रुमेंट खरेदी करताना निर्मात्याची हमी, सेवा आणि देखभाल यांचा विचार केला पाहिजे.

कामाच्या कार्यक्षमतेवर होणारा परिणाम कमी करण्यासाठी ऑन-साइट/फॅक्टरी-टू-फॅक्टरी मेंटेनन्स, रिमोट मॉनिटरिंग सेवा आणि देखभाल प्रक्रियेतील बदली उपकरणे इत्यादी सेवांची लवचिकता.

वॉरंटी कालावधीची लांबी, सेवेचा टर्नअराउंड वेळ, तांत्रिक समर्थनाची सुलभता आणि व्यावसायिक सहाय्य कर्मचार्‍यांची कौशल्ये.

प्रयोगशाळा आणि संबंधित नियामक आवश्यकता पूर्ण करण्यासाठी उपकरणाची स्थापना, ऑपरेशन, सहकार्य आणि सत्यापनाची व्यवहार्यता.तपमान पडताळणी, चाचणी आणि कॅलिब्रेशन यासारख्या देखभाल सेवा संबंधित पॅरामीटर्ससह इन्स्ट्रुमेंट योग्यरित्या कार्य करत असल्याची खात्री करण्यासाठी उपलब्ध आहेत.

संबंधित उत्पादने: