金思德生物:PCR基因扩增仪的工作原理及保养

金思德生物:PCR基因扩增仪的工作原理及保养

  什么是PCR技术? PCR(Polymerase Chain Reaction)技术,中文译为聚合酶链式反应,是一种在体外(试管、切片…)扩增核酸的技术。PCR的基本反应包括以DNA为模板的反应和以mRNA为模板的反应。 PCR技术是模拟体内天然DNA(脱氧核糖核酸)的复制过程。以扩增DNA为例,其基本原理是在模板、引物、4种dNTP和耐热DNA聚合酶存在的条件下,特异扩增位于两段已知序列之间的DNA区段的酶促合成反应。

  PCR基因扩增仪的工作原理: PCR反应一般设置20~40次循环,每一循环包括高温变性、低温退火、中温延伸三步反应。每一循环的产物作为下一个循环的模板。PCR的扩增效率很高,如果循环次数是30次,那么新生DNA片段理论上达到230拷贝(约为109个分子)。 PCR反应每个循环的三个基本反应步骤如下:①模板DNA的变性:模板DNA经加热至94℃左右一定时间后,使模板DNA双链或经PCR扩增形成的双链DNA产物解离,使之成为单链,以便它与引物结合,为下轮反应作准备;②模板DNA与引物的退火(复性):模板DNA经加热变性成单链后,温度降至55℃左右,引物与模板DNA单链的互补序列配对结合;③引物的延伸:温度升到72℃左右,DNA模板-引物结合物在TaqDNA聚合酶的作用下,以dNTP为反应原料,靶序列为模板,按碱基配对与半保留复制原理,合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链。重复循环变性--退火--延伸三过程,就可获得更多的“半保留复制链”,而且这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需 2~4分钟,2~3小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。到达平台期(Plateau)所需循环次数取决于样品中模板的拷贝。 PCR技术的特异性取决于引物与模板结合的特异性。 PCR仪也叫基因扩增仪,它是利用PCR技术对特定基因做体外的大量合成,用于以检测DNA/RNA为目的的各种基因分析。

  PCR基因扩增仪主要作用原理与基本计量仪器相似,对计量要素要求较高,一旦失控,仪器将不能正常工作,所以PCR基因扩增仪也需要定期保养,依赖自然风降温的PCR基因扩增仪尤需注意。

  在PCR基因扩增仪的维护保养中需要注意的问题:

  1)PCR基因扩增仪需要定期检测,一般半年至少一次

  2)PCR反应的要求温度与实际分布的反应温度是不一致的,当检测发现各孔平均温度差偏离设置温度大于1~2℃时,可以运用温度修正法纠正PCR实际反应温度差。

  3)PCR反应过程的关键是升、降温过程的时间控制,要求越短越好,当PCR仪的降温过程超过60s,就应该检查仪器的制冷系统,对风冷制冷的PCR仪要较彻底地清理反应底座的灰尘;对其他制冷系统应检查相关的制冷部件。

  4)一般情况如能采用温度修正法纠正仪器的温度时,不要轻易打开或调整仪器的电子控制部件,必要时要请专业人员修理或利用仪器电子线路详细图纸进行维修。

  天津金思德生物技术有限公司率先研发出了利用物理方法达到热启动效果的PCR仪—E-1000,这是目前世界上唯一一款热启动PCR仪,并申报了国家知识产权发明专利。

  传统PCR反应中,反应体系各成分均是一次加入并进入循环,在反应温度由室温(25℃)上升至高温(94~95℃)过程中,可能发生引物错配和二聚体的形成,继而导致非特异性产物的扩增。业内最普遍的减少非特异性产物的方法是在PCR反应体系中加入热启动酶,从而达到优化目的产物扩增的目的。这种加入热启动酶的方法虽然实现了优化PCR反应的作用,但成本高,不利于整体试验经费的管理和使用。

  根据市场上现在出现的这种问题,我公司应市场需要研发了利用物理方法使PCR仪从物理角度来抑制非特异性产物的扩增,大大减少了试验成本,为下游试验提供了更大的发挥空间。

  主要性能及特点:

  1. 本仪器独具的热启动功能,在不使用昂贵的热启动酶的情况下,就可以有效地减少非特异性产物的产生,使实验达到理想的效果;

  2. 外观简洁明快;

  3. 触摸液晶大显示屏,坚固耐用、反应速度快;

  4. 样品基座配置为标准96孔基座,适用不同规格的PCR管,如96×0.2 ml PCR管、12×8联管、16×6联管或1块96孔PCR板等;

  5. 升温速度高达3.5℃/S,基座样品孔温度一致性好;

  6. 采用滑动下压式热盖,节省空间,且能有效压紧PCR管,防止样品蒸干;

  7. 断电重启功能,以保证实验的顺利进行;

  8. 温度梯度设置功能,可实现退火温度梯度优化,以确定最佳的退火温度,使实验获得最佳的结果。

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