تفاعل البوليميراز المتسلسل ( PCR ) التكنولوجيا قد تغيرت مجالات البيولوجيا الجزيئية ، التشخيص الطبي ، الطب الشرعي والتكنولوجيا الحيوية منذ عرضه في عام 1983 . باعتبارها واحدة من المعدات الأساسية لتحقيق تفاعل البلمرة المتسلسل ( PCR ) التضخيم الجيني العالمي ( عادة ما يشار إليها باسم بكر أو الحرارية جهاز الدورة الدموية ) كما اشاد " القياسية " أداة في مختبر علوم الحياة الحديثة . من خلال التحكم بدقة في درجة الحرارة دورة ، فإنه يمكن تحقيق التضخيم الأسي محددة من الحمض النووي شظايا ، بحيث تتبع المواد الجينية يمكن الكشف عنها وتحليلها . في هذه الورقة ، سوف نحلل مبدأ عملها ، والمكونات الأساسية ، ومزايا التكنولوجيا وتطبيقها على نطاق واسع .

درجة الحرارة دورة مدفوعة التضخيم الأسي الحمض النووي

المبدأ الأساسي من تقنية PCR هو محاكاة عملية النسخ المتماثل الحمض النووي داخل الخلايا الطبيعية ، من خلال تكرار التغيرات في درجة الحرارة في المختبر ، الحمض النووي المزدوج تقطعت بهم السبل لمسخ ، التمهيدي الصلب بوليميريز الحمض النووي تمديد ثلاث خطوات التداول ، وبالتالي الهدف من الحمض النووي شظايا في غضون ساعات من ملايين إلى مليارات المرات .

الغرض العام PCR التضخيم الجيني هو أداة رئيسية لتحقيق هذا التحكم في درجة الحرارة دورة . وسير عملها على النحو التالي :

1 - تبديل طبيعة : نظام رد فعل ساخنة إلى 94 - 98 درجة مئوية ، مما أدى إلى تفكك الحمض النووي المزدوج تقطعت بهم السبل في واحدة حبلا ، تليها التضخيم لتوفير قالب .

2 . الصلب : التبريد السريع إلى 50-65 درجة مئوية ( اعتمادا على درجة حرارة محددة TM قيمة الاشعال ) ، مما يجعل من التمهيدي محددة ومتكاملة تسلسل الحمض النووي حبلا واحد قالب ملزمة .

3 . تمديد : درجة الحرارة المثلى 72 درجة مئوية ( طق بوليميريز الحمض النووي ) ، الحمض النووي بوليميريز الحمض النووي باستخدام dntp كحافز ، بدءا من 3 ' نهاية التمهيدي لتجميع الحمض النووي حبلا .

هذه الدورة عادة ما تتكرر من 25 إلى 40 مرة ، بعد كل دورة ، عدد من شظايا الحمض النووي المستهدف هو الضعف ، وبالتالي تحقيق أسي التضخيم . تفاعل البوليميراز المتسلسل ( PCR ) يمكن التبديل بين ثلاث مراحل في درجة الحرارة بدقة وبسرعة من خلال المدمج في نظام التحكم في درجة الحرارة ، وبالتالي ضمان كفاءة عالية ومحددة رد فعل .

المكونات الأساسية والخصائص التقنية

1 . غطاء ساخن : يقع فوق خزان العينة ، وعادة ما تكون ساخنة إلى 105-110 درجة مئوية ، ومنع التكثيف من رد فعل أنبوب غطاء ، وتجنب تركيز أو تلوث نظام رد الفعل ، وضمان استقرار حجم رد الفعل .

2 . عينة خزان ( كتلة ) : المكونات الأساسية التي تحمل بكر أنبوب أو 96 حفرة لوحة ، مصنوعة من مواد عالية التوصيل الحراري ( مثل سبائك الألومنيوم ) ، وضمان درجة الحرارة التوحيد وسرعة رفع درجة الحرارة . معظم الأدوات الحديثة تعتمد على تكنولوجيا التحكم في درجة الحرارة أشباه الموصلات لتحقيق دقة التحكم في درجة الحرارة وسرعة التغير في درجة الحرارة .

3 - نظام التحكم في درجة الحرارة : بما في ذلك وحدة التدفئة ، وحدة التبريد ( مثل مروحة أو ضاغط ) و دقة عالية استشعار درجة الحرارة ( مثل الحرارية ) . المتقدمة أداة الاسترداد مع التدرج في درجة الحرارة وظيفة ( PCR ) ، والتي يمكن استخدامها لتحسين درجة حرارة التخمير ، وتحسين كفاءة التضخيم من خلال وضع درجات حرارة مختلفة في نفس العينة .

4 - واجهة المستخدم والبرمجيات : مع شاشة تعمل باللمس أو برامج الكمبيوتر ، ودعم برنامج تحرير وتخزين وتشغيل ورصد تصدير البيانات . بعض الصكوك دعم واي فاي أو سحابة الصدد ، لتسهيل التشغيل عن بعد والإدارة .

ثالثاً - المزايا التقنية ومجالات التطبيق

الغرض العام PCR التضخيم الجيني الصك ، الذي يدعى " العالمية " ، هو مناسبة لمختلف تقنيات الاسترداد ، بما في ذلك التقليدية PCR ، RT - PCR ( عكس النسخ PCR ) ، qpcr ( في الوقت الحقيقي الاسترداد الكمية الفلورية ) قبل التضخيم خطوة متداخلة PCR ، وهلم جرا .

وتشمل مزاياها الرئيسية :

- قابلية عالية : دعم مجموعة متنوعة من أنظمة رد الفعل والمواد الاستهلاكية ( 0.2 مل أنبوب واحد ، 8-tube ، 96-hole لوحات ، الخ ) ، لتلبية مختلف الاحتياجات التجريبية .

- دقة عالية والتكرار : دقة التحكم في درجة الحرارة من الأدوات الحديثة يمكن أن تصل إلى ± 0.1-0.3 درجة مئوية ، وضمان موثوقية واستنساخ النتائج التجريبية .

- عملية سهلة : مسبقا قالب البرنامج المشترك ، يمكن للمستخدمين البدء في التجارب بسرعة ، ومناسبة للتدريس والبحث العلمي والاختبار السريري وغيرها من السيناريوهات .

مجال تطبيق واسع :

- البحوث الأساسية : استنساخ الجينات ، والكشف عن الطفرات ، وتحليل التعبير الجيني .

- التشخيص الطبي : الكشف عن الحمض النووي للأمراض المعدية ( مثل فيروس التاج الجديد ، وفيروس نقص المناعة البشرية ، والتهاب الكبد باء ) ، والكشف عن الأمراض الوراثية ، والكشف عن الجينات السرطانية .

- الطب الشرعي : بصمات الحمض النووي والأبوة .

- الزراعة والأغذية : الكشف عن الكائنات المحورة وراثيا ، وتحديد الأنواع ، وفحص الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض .

- العلوم البيئية : تحليل المجتمعات الميكروبية والكشف عن الحمض النووي البيئي .

PCR التضخيم الجيني العالمي ليس فقط المعدات التقليدية في المختبرات ، ولكن أيضا محرك رئيسي لتعزيز التقدم في علوم الحياة . فإنه يبسط العمليات البيولوجية الجزيئية المعقدة في التحكم في درجة الحرارة دورة ، مما يجعل من الممكن " رؤية " و " تكبير " الجينات . جنبا إلى جنب مع الابتكار التكنولوجي المستمر ، هذا " الجزيئية ناسخة " ستواصل القيام بدور لا غنى عنه في مسار الاستكشاف العلمي وصحة الإنسان .