PCR મશીન|શું તમે ખરેખર સમજો છો?

નોબેલ પુરસ્કાર વિજેતા PCR ટેકનોલોજી

1993 માં, અમેરિકન વૈજ્ઞાનિક મુલિસને રસાયણશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર મળ્યો, અને તેમની સિદ્ધિ પીસીઆર તકનીકની શોધ હતી.પીસીઆર ટેક્નોલોજીનો જાદુ નીચેની લાક્ષણિકતાઓમાં છે: સૌપ્રથમ, એમ્પ્લીફિકેશન માટે ડીએનએનું પ્રમાણ અત્યંત નાનું છે, અને સૈદ્ધાંતિક રીતે એમ્પ્લીફિકેશન માટે એક પરમાણુનો ઉપયોગ કરી શકાય છે;બીજું, એમ્પ્લીફિકેશન કાર્યક્ષમતા ઊંચી છે, અને લક્ષ્ય જનીનનું પ્રમાણ ઘાતાંકીય છે.એમ્પ્લીફિકેશન, થોડા કલાકોમાં 10 મિલિયનથી વધુ વખત.હવે પીસીઆર સાધન જીવન વિજ્ઞાન સંશોધન અને અન્ય ઘણા પાસાઓમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાય છે.

થર્મલ સાયકલર્સના વિવિધ મોડેલો અને ઉત્પાદકો વિવિધ પ્રદર્શન અને પુનરાવર્તિતતા પ્રદર્શિત કરી શકે છે.આ તફાવતો માત્ર PCR કાર્યક્ષમતાને જ નહીં પરંતુ પ્રાપ્ત ડેટાની ચોકસાઈ અને સુસંગતતાને પણ અસર કરે છે.પીસીઆર મશીનની વિશેષતાઓને સમજવાથી અમને અમારા પ્રયોગોની સફળતા મહત્તમ કરવામાં મદદ મળી શકે છે.

હીટિંગ મોડ્યુલ

પીસીઆરની સફળતા કે નિષ્ફળતા માટે થર્મલ સાયકલરના તાપમાનની ચોકસાઈ નિર્ણાયક બની શકે છે.વિશ્વસનીય અને પુનઃઉત્પાદન કરી શકાય તેવા પીસીઆર પરિણામો મેળવવા માટે હીટિંગ બ્લોક પર સારી રીતે તાપમાનની સુસંગતતા પણ મહત્વપૂર્ણ છે.

થર્મલ સચોટતા સુનિશ્ચિત કરવાની એક રીત એ છે કે તાપમાનની ચકાસણી કીટનો ઉપયોગ કરીને વારંવાર પરીક્ષણ કરવું અને પ્રશિક્ષિત વ્યાવસાયિક દ્વારા જરૂરિયાત મુજબ પુન: માપાંકિત કરવું.તાપમાન ચકાસણી પરીક્ષણોનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે આ માટે થાય છે:

ઇસોથર્મલ મોડમાં તાપમાન સેટ કરવા સંબંધિત સારી-થી-સારી ચોકસાઈ

ઉષ્ણતામાન રૂપાંતર પછી તાપમાન સેટ કરવા માટે સાપેક્ષમાં સારી-થી-સારી ચોકસાઈ

હીટ લિડ તાપમાનની ચોકસાઈ

પ્રાઈમર એન્નીલિંગ તાપમાન નિયંત્રણ

ગ્રેડિયન્ટ ટેમ્પરેચર કંટ્રોલ એ પીસીઆર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટનું કાર્ય છે જે પીસીઆરમાં પ્રાઈમર એનેલીંગના ઓપ્ટિમાઇઝેશનની સુવિધા આપે છે.ગ્રેડિયન્ટ સેટિંગનો હેતુ મોડ્યુલો વચ્ચેના વિવિધ તાપમાનને હાંસલ કરવાનો છે, અને દરેક કૉલમ વચ્ચે ≥2°C તાપમાનમાં વધારો અને ઘટાડો થવાથી, શ્રેષ્ઠ પ્રાઈમર એનિલિંગ તાપમાન મેળવવા માટે એક સાથે વિવિધ તાપમાનનું પરીક્ષણ કરી શકાય છે.સૈદ્ધાંતિક રીતે, સાચા ઢાળ મોડ્યુલો વચ્ચે રેખીય તાપમાન પ્રાપ્ત કરે છે.

જો કે, પરંપરાગત ઢાળવાળા થર્મલ સાયકલર્સ સામાન્ય રીતે એક થર્મલ બ્લોકનો ઉપયોગ કરે છે અને બંને છેડે સ્થિત બે હીટિંગ અને ઠંડક તત્વો દ્વારા તાપમાનને નિયંત્રિત કરે છે, જે ઘણીવાર નીચેની મર્યાદાઓમાં પરિણમે છે:

માત્ર બે તાપમાન જ સેટ કરી શકાય છે: પ્રાઈમર એનિલિંગ માટેનું ઊંચું અને નીચું તાપમાન થર્મલ મોડ્યુલના બંને છેડે સેટ કરવામાં આવે છે અને મોડ્યુલ વચ્ચે અન્ય તાપમાનનું ચોક્કસ સેટિંગ મેળવી શકાતું નથી.

વિવિધ સ્તંભો વચ્ચે ગરમીના વિનિમયને કારણે, મોડ્યુલ પરના વિવિધ પ્રદેશો વચ્ચેનું તાપમાન સાચા રેખીય ઢાળને બદલે સિગ્મોઇડલ વળાંકને અનુસરે તેવી શક્યતા વધારે છે.

નમૂનાનું તાપમાન

નમૂનાના તાપમાનને નિયંત્રિત કરવા માટે થર્મલ સાયકલરની ક્ષમતા પીસીઆર પરિણામોની ચોકસાઈ માટે ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે.નમૂનાના તાપમાનની આગાહી કરવા માટે સાધન-વિશિષ્ટ પરિમાણો જેમ કે રેમ્પ રેટ, હોલ્ડ ટાઇમ અને અલ્ગોરિધમ્સ મહત્વપૂર્ણ છે.

પીસીઆર મશીનના હીટિંગ અને ઠંડકના દરનો અર્થ એ છે કે પીસીઆર પગલાંઓ વચ્ચે તાપમાનમાં ફેરફાર થાય છે જે ચોક્કસ સમયગાળા દરમિયાન થાય છે.મોડ્યુલમાંથી નમૂનામાં ગરમીને સ્થાનાંતરિત કરવામાં ચોક્કસ સમય લાગતો હોવાથી, નમૂનાની વાસ્તવિક ગરમી અને ઠંડકનો દર ધીમો હશે.તેથી, તાપમાન પરિવર્તનની ગતિની વ્યાખ્યાને અલગ પાડવાની અને સમજવાની જરૂર છે.

મહત્તમ અથવા પીક મોડ્યુલ રેમ્પ રેટ એ સૌથી ઝડપી તાપમાન ફેરફારનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે જે મોડ્યુલ રેમ્પ દરમિયાન ખૂબ જ ઓછા સમયગાળા દરમિયાન હાંસલ કરી શકે છે.

સરેરાશ બ્લોક રેમ્પ રેટ લાંબા સમય સુધી તાપમાનમાં ફેરફારનો દર દર્શાવે છે અને પીસીઆર મશીનની ઝડપનું વધુ પ્રતિનિધિ માપ પ્રદાન કરશે.

મહત્તમ સેમ્પલ હીટિંગ અને કૂલિંગ રેટ અને સરેરાશ સેમ્પલ હીટિંગ અને કૂલિંગ રેટ સેમ્પલ દ્વારા મેળવેલા વાસ્તવિક તાપમાનને પ્રતિબિંબિત કરે છે.સેમ્પલ હીટિંગ અને કૂલિંગનો દર PCR મશીનની કામગીરી અને PCR પરિણામો પર તેની સંભવિત અસરની વધુ સચોટ સરખામણી પ્રદાન કરશે.

સાયકલ રિપ્લેસમેન્ટ કરતી વખતે, રેમ્પ રેટ પ્રોગ્રામ સાથે એવા ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટનો ઉપયોગ કરવાની ભલામણ કરવામાં આવે છે જે સરળ રિપ્લેસમેન્ટ અને PCR રિપીટીબિલિટી પર ન્યૂનતમ અસર માટે અગાઉના મોડનું અનુકરણ કરે છે.

સેમ્પલ સેટ તાપમાન સુધી પહોંચે તે પછી જ થર્મલ સાયકલને સમયના પગલાઓ માટે ડિઝાઇન કરવી જોઈએ.આ રીતે, સેટ તાપમાન પર સેમ્પલ જાળવવામાં આવે તે સમય ઓપરેટિંગ પ્રક્રિયામાં જરૂરી અનુરૂપ ચક્ર શરતો સાથે વધુ ચોક્કસ રીતે જાળવવામાં આવશે.

થર્મલ સાયકલર્સ ઘણીવાર જટિલ ગાણિતિક ગાણિતીક નિયમોનો ઉપયોગ કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે કે નમૂનાઓ પ્રીસેટ પ્રોગ્રામ અનુસાર ઝડપથી સેટ તાપમાન સુધી પહોંચી શકે છે.પ્રતિક્રિયા પ્રણાલીના જથ્થા અને ઉપયોગમાં લેવાતા પીસીઆર પ્લાસ્ટિકની જાડાઈના આધારે, અલ્ગોરિધમ નમૂનાના તાપમાનની આગાહી કરી શકે છે અને સેટ તાપમાન સુધી પહોંચવામાં કેટલો સમય લાગશે.આ અલ્ગોરિધમ્સ પર આધાર રાખીને, થર્મલ સાયકલની ગરમી અથવા ઠંડક પ્રક્રિયા દરમિયાન, બ્લોક તાપમાન સામાન્ય રીતે થર્મલ બ્લોક ઓવરશૂટ અથવા અંડરશૂટ નામની પ્રક્રિયા દ્વારા સેટ મૂલ્ય કરતાં વધી જાય છે.આવા સેટઅપ એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે નમૂના ઓવરશૂટ કર્યા વિના અથવા અંડરશૂટ કર્યા વિના શક્ય તેટલી ઝડપથી સેટ તાપમાન સુધી પહોંચે છે.

પ્રાયોગિક થ્રુપુટ

થર્મલ સાયકલરના થ્રુપુટને વધારી શકે તેવા પરિબળોમાં રેમ્પ રેટ, થર્મલ બ્લોક કન્ફિગરેશન અને ઓટોમેશન પ્લેટફોર્મનું એકીકરણ સામેલ છે.

થર્મલ સાયકલનો હીટિંગ અને ઠંડક દર તે ઝડપ દર્શાવે છે કે જેનાથી તે સેટ તાપમાન સુધી પહોંચે છે.જેટલી ઝડપથી તાપમાનમાં વધારો અને ઘટાડો થશે, તેટલી ઝડપથી પીસીઆર ચાલશે, જેનો અર્થ છે કે આપેલ સમયગાળામાં વધુ પ્રયોગો પૂર્ણ કરી શકાય છે.વધુમાં, ઝડપી ડીએનએ પોલિમરેસનો ઉપયોગ કરીને પ્રયોગોને ઝડપી બનાવી શકાય છે.

PCR પ્રયોગો માટે થર્મલ સાયકલ મોડ્યુલની ડિઝાઇન પણ નિર્ણાયક છે.ઉદાહરણ તરીકે, બદલી શકાય તેવા મોડ્યુલો રન દીઠ નમૂનાઓની સંખ્યામાં લવચીકતાને મંજૂરી આપે છે.વધુમાં, વ્યક્તિગત રીતે નિયંત્રિત કરી શકાય તેવા મોડ્યુલો સાથેના હીટિંગ મોડ્યુલો એક થર્મલ સાયકલ પર એકસાથે વિવિધ પીસીઆર પ્રોગ્રામ ચલાવવા માટે આદર્શ છે.

સ્વયંસંચાલિત ઉચ્ચ-થ્રુપુટ PCR માટે, સોફ્ટવેર જે પાઇપિંગ હેન્ડલિંગ સિસ્ટમને નિયંત્રિત કરે છે તે પ્રોગ્રામેબલ અને સુસંગત હોવું જોઈએ.સ્વયંસંચાલિત પ્રણાલીઓ ઉચ્ચ-થ્રુપુટ પીસીઆર પ્રતિક્રિયાઓ કરવા માટે આદર્શ છે કારણ કે તે ઓછા માનવ હસ્તક્ષેપ સાથે સતત ચલાવી શકાય છે, તેથી મેન્યુઅલ પ્રાયોગિક સેટઅપ માટે જરૂરી સમય ઘટાડે છે અને આપેલ સમયગાળામાં પ્રતિક્રિયાઓની સંખ્યામાં વધારો કરે છે.

થર્મલ સાયકલર્સની વિશ્વસનીયતા, ટકાઉપણું અને ગુણવત્તાની ખાતરી

પ્રદર્શન અને થ્રુપુટ ક્ષમતાઓ ઉપરાંત, પીસીઆર મશીન ચોક્કસ પુનરાવર્તિત ઉપયોગ, પર્યાવરણીય તણાવ અને શિપિંગ પરિસ્થિતિઓનો સામનો કરવા માટે પણ સક્ષમ હોવું જોઈએ.કેટલાક ઉત્પાદકો જાણ કરી શકે છે કે સાધન કેવી રીતે વિશ્વસનીયતા અને ટકાઉપણું પરીક્ષણો કરે છે.અનુરૂપ પીસીઆર ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ ડિટેક્શનમાં શામેલ છે:

વિશ્વસનીયતા: યાંત્રિક રિગ્સનો ઉપયોગ વારંવાર વપરાતા સાધન ઘટકો જેમ કે થર્મલ ઢાંકણા, કંટ્રોલ પેનલ્સ/ટચસ્ક્રીન અને તાપમાન સાયકલિંગ મોડ્યુલ્સ પર પુનરાવર્તિત પરીક્ષણો કરવા માટે થાય છે.

એમ્બિયન્ટ પ્રેશર: પર્યાવરણીય ચેમ્બરનો ઉપયોગ નિયમિત પ્રયોગોની વિવિધ પરિસ્થિતિઓનું અનુકરણ કરવા માટે થઈ શકે છે, જેમ કે તાપમાન, ભેજ.

શિપિંગ ટેસ્ટિંગ: ઈન્સ્ટ્રુમેન્ટ ક્ષતિ વિનાની ઓપરેટિંગ પરિસ્થિતિઓમાં આવી શકે તેની ખાતરી કરવા માટે ઈન્ટરનેશનલ સેફ્ટી શિપિંગ એસોસિએશનના ધોરણો અનુસાર તીવ્ર આંચકો અને વાઈબ્રેશન ટેસ્ટિંગ કરી શકાય છે.

પીસીઆર મશીનની જાળવણી માટે વોરંટી અને સેવા

સખત વિશ્વસનીયતા અને ટકાઉપણું પરીક્ષણ હોવા છતાં, થર્મલ સાયકલર્સ પાસે અનિવાર્યપણે સાધનના જીવન પર તકનીકી સમસ્યાઓ હોય છે.મનની શાંતિ માટે, સાધન ખરીદતી વખતે ઉત્પાદકની વોરંટી, સેવા અને જાળવણી ધ્યાનમાં લેવી જોઈએ.

કામની કાર્યક્ષમતા પર અસર ઘટાડવા માટે સેવાઓની સુગમતા જેમ કે ઓન-સાઇટ/ફેક્ટરી-ટુ-ફેક્ટરી જાળવણી, રિમોટ મોનિટરિંગ સેવાઓ અને જાળવણી પ્રક્રિયામાં રિપ્લેસમેન્ટ સાધનો વગેરે.

વોરંટી અવધિની લંબાઈ, સેવાનો ટર્નઅરાઉન્ડ સમય, તકનીકી સપોર્ટની સુલભતા અને વ્યાવસાયિક સહાયક કર્મચારીઓની કુશળતા.

પ્રયોગશાળા અને સંબંધિત નિયમનકારી જરૂરિયાતોને પહોંચી વળવા માટે સાધનની સ્થાપના, સંચાલન, સહકાર અને ચકાસણીની શક્યતા.ઇન્સ્ટ્રુમેન્ટ અનુરૂપ પરિમાણો સાથે યોગ્ય રીતે કાર્ય કરે છે તેની ખાતરી કરવા માટે તાપમાન ચકાસણી, પરીક્ષણ અને માપાંકન જેવી જાળવણી સેવાઓ ઉપલબ્ધ છે.

સંબંધિત વસ્તુઓ: