ДНК-амплификатор: что это, задачи и принцип работы

Что это такое?

ДНК-амплификатор (перейти к товарам) предназначен для проведения полимеразной цепной реакции ПЦР, позволяющей синтезировать in vitro необходимое количество копий фрагмента ДНК биологического образца. В среднем, ПЦР даёт возможность «размножить» образец в 106–109 раз, для чего нужно провести 20–40 итераций реакции в лабораторном приборе. Каждый раз количество «копий» увеличивается в геометрической прогрессии.

Амплификация происходит путём нагревания и охлаждения фрагмента. Амплификаторы, по своей сути, являются термостатами. При совершении реакции крайне важны цикличность и возможность поддерживать температуру на определённом уровне: эти черты и являются ключевыми для прибора.

Принцип работы

В основе устройства лежит многократное нагревание и охлаждение образца, обязательно в течение определённых циклов, с поддержанием нужной температуры. Корректность циклов крайне важна — только так реакция пройдёт правильно, приведя к необходимому результату.

Собственно, каждый цикл амплификации состоит из трёх стадий:

• денатурация: разрушение водородных связей между молекулами, в результате которой двухцепочечные молекулы превращаются в две одноцепочечные. Для этого устройство нагревается до температуры 94–98°С;
• отжиг или присоединение праймеров: так называются подобранные специально для реакции короткие фрагменты ДНК, которые дополняют участки ДНК образца, в результате чего начинается новый синтез. Температура при этом снижается до 40–75°С;
• элонгация: это процедура синтеза новой цепочки ДНК, которая осуществляется при температуре 60–75°С.

Корректная температура крайне важна для корректной реакции. ДНК-амплификаторы обеспечивают автоматическое соблюдение всех условий, программируются и облегчают работу сотрудников.

Устройство

В основе прибора лежат термоблок, система термостатирования и блок управления.

• Термоблок необходим для передачи тепла и фиксации сосудов, обычно пластиковых пробирок. Термоблок может быть твердотельным или роторным с воздушным термостатированием, при этом первый вариант распространён больше.
• Система термостатирования оснащается элементами Пельтье с вентилятором и радиатором, благодаря которым температура может изменяться достаточно быстро и при этом оставаться стабильной. Термоблок обычно объединён с радиатором в единый элемент, вентилятор же чаще находится на отдельном шасси.
• Система управления — это встроенный микрокомпьютер, дающий возможность управлять температурным режимом и амплифицировать в соответствии с заданной программой. Обычно у прибора есть удобный пользовательский интерфейс, состоящий из дисплея и клавиатуры: современные модели оснащаются ЖК-экраном. Недорогие модели управляются с подключённого компьютера.

ДНК-амплификатор может быть дополнительно оснащён возможностью проведения ПЦР в режиме реального времени с использованием детектора флуоресценции; есть модели с калькуляторами температурных режимов, со съёмными термоблоками, даже с голосовым управлением.

Как выбрать?

Рекомендуем обратиться за консультацией к специалистам нашей компании.

Важнее всего при подборе следующие функции прибора:

• скорость нагрева и охлаждения, которая напрямую зависит от материалов изготовления термоблока и от эффективности работы системы Пельтье. Максимальная скорость нагрева составляет 10 градусов в секунду, охлаждения — 5 градусов в секунду;
• наличие температурного градиента позволит оптимальным образом подбирать параметры цикла — это сильно упрощает работу, делает её значительно точнее и эффективнее;
• несколько нагревательных элементов позволят вести одновременно несколько реакций на различных этапах. Подойдёт для загруженных лабораторий.

Устройство должно быть изготовлено из качественных материалов, которые легко чистятся. Лучше отдавать предпочтение крупным брендам: их продукцию проще ремонтировать, потому что легче отыскать комплектующие. Отличный вариант — ДНК-амплификаторы немецкого производителя Eppendorf, хорошо представленного в России.