PCR仪类型有哪些?

发布时间:17-06-05 16:57分类:技术文章
标签:PCR仪,PCR仪类型,PCR仪类型有哪些
根据DNA扩增的目的和检测的标准可以将PCR仪分为普通PCR仪,梯度PCR仪,原位PCR,实时荧光定量PCR仪等几类。1、普通PCR仪一般把一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪,称之为普通PCR仪。如果要用它做不同的退火温度则需要多次运行。主要是用作简单的,对目的基因退火温度的扩增。主要应用于科研、教学、临床医学、检验、检疫等。2、梯度PCR仪一次性PCR扩增可以设臵一系列不同的退火温度条件(通常12种温度梯度)的称之为梯度PCR仪。因为被扩增的不同的DNA片段其*适合的退火温度不同,通过设臵一系列的梯度退火温度进行扩增,从而一次性PCR扩增*可以筛选出表达量高的*适合退火温度进行有效的扩增。主要用于研究未知DNA退火温度的扩增,这样既节约时间,也节约经费。在不设臵梯度的情况下亦可当做普通的PCR用。真正的梯度,是每一排管都有精确的加热控温探头,2009年为止只有美国ABI公司可以做到。其他的都是从两头的热传递来设计控温。梯度PCR仪多应用于科研、教学机构。3、原位PCR仪(有些品牌的PCR仪具有普通PCR、梯度PCR、原位PCR的功能,通过替换模块进行多用途开展实验工作)是用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪。如病原基因在细胞的位臵或目的基因在细胞内的作用位臵等。可保持细胞或组织的完整性,使PCR反应体系渗透到组织和细胞中,在细胞的靶DNA所在的位臵进行基因扩增。不但可以检测到靶DNA,还能标出靶序列在细胞内的位臵。于分子和细胞水平上研究疾病的发病机理和临床过程及病理的转变有着重大的实用价值。4、实时荧光定量PCR仪(fluorescencerquantitivepolymerasechainreaction,FQPCR)在普通PCR仪设计基础上增加荧光信号激发和采集系统和计算机分析处理系统,形成了具有荧光定量PCR功能的仪器。其PCR扩增原理和普通PCR扩增原理相同,在PCR扩增时加入的引物是利用同位素、荧光素等进行标记,使用引物和荧光探针同时与模板特异性结合扩增。扩增的结果通过荧光信号采集系统实时采集信号连接输送到计算机分析处理系统,得出量化的实时结果输出。荧光定量PCR仪有单通道,双通道和多通道之分。当只用一种荧光探针标记的时候,选用单通道;有多种荧光标记的时候使用多通道。单通道也可以检测多荧光的标记和目的基因表达产物,因为一次只能检测一种目的基因的扩增量,需多次扩增才能检测完不同的目的基因片段的量。多通道利于做多重PCR,实现一次检测多种目的基因的功能。实时荧光定量PCR仪主要应用于临床医学检测、生物医药研发、食品行业、科研院校等。实时荧光定量PCR仪+实时荧光定量试剂+通用电脑+自动分析软件,构成PCR-DNA/RNA实时荧光定量检测系统。

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PCR仪作为分子生物学相关实验的常规仪器,每年都有数千台的选购量,但是如何选择PCR仪,相信大家在选择时还有一些困惑。PCR仪作为一种精密仪器,操作时应该注意什么?下面小编从几个方面为大家整理了几点关于PCR仪的注意事项。

PCR仪,又称为基因扩增仪,是利用升温使DNA变性,在聚合酶的作用下使单链复制成双链,进而达到基因复制的目的仪器。PCR仪的应用范围广,几乎所有的生命科学领域都要涉及。1、PCR仪分类根据DNA扩增的目的和检测的标准,可以将PCR仪分为普通PCR仪,梯度PCR仪,原位PCR仪,实时荧光定量PCR仪四类。普通PCR仪一般把一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪,称之为普通PCR仪,也就是传统的PCR仪。如果要用它做不同的退火温度则需要多次运行。普通PCR仪主要应用于科研、教学、临床医学、检验、检疫等。梯度PCR仪

如何选择自己适用的PCR仪呢?

一次性PCR扩增可以设置一系列不同的退火温度条件的称之为梯度PCR仪。不同的DNA片段其最适合的退火温度不同,通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增,从而一次性PCR扩增就可以筛选出表达量高的最适合退火温度进行有效的扩增。

首先要考虑的是基本需要,如样本管的种类,样本容量等,这些基本需要选择错了,仪器就没法用了,有些仪器的加热模块是可以方便更换的,也可以一台主机配两个加热模块。

梯度PCR仪主要用于研究未知DNA退火温度的扩增,这样既节约时间,也节约成本。在不设置梯度的情况下亦可当做普通的PCR用。梯度PCR仪多应用于科研、教学机构等。实时荧光定量PCR仪

其次则是功能性,如温度梯度功能、可调热盖功能、计算控温与模块控温、断电保护功能、软件功能等,这些功能会在实验过程中给用户带来比较多的方便,提高效率从而节约时间。

实时荧光定量PCR仪在普通PCR仪设计基础上增加荧光信号激发和采集系统和计算机分析处理系统,形成了具有荧光定量PCR功能的仪器。其PCR扩增原理和普通PCR扩增原理相同,在PCR扩增时加入的引物是利用同位素、荧光素等进行标记,使用引物和荧光探针同时与模板特异性结合扩增。扩增的结果通过荧光信号采集系统实时采集信号连接输送到计算机分析处理系统,得出量化的实时结果输出。

再次就是价格、维修及使用寿命等了,这些可以都归为钱的问题,如使用命、电源可靠性、维修成本与保修时间等,如果经费不多,就应该将它们排在前面。但在考虑这些因素时也应该考虑长期和短期省钱的问题。

实时荧光定量PCR仪的应用:动物疾病检测:禽流感、口蹄疫、猪瘟、沙门菌、大肠埃希菌、胸膜肺炎放线杆菌、寄生虫病等、炭疽芽孢杆菌。食品安全:食源微生物、食品过敏源、转基因、乳品企业阪崎肠杆菌等检测。科学研究:医学、农牧、生物相关分子生物学定量研究、大学及研究所等。原位PCR仪

澳门新葡萄京官网注册,另外一些就是温度的准确性与精确性、升降温速率等了,其实也与钱有关,一般价格高一点的,这两方面会好一些,但过分追求这方面性能则意义不大,前面已经提到了。

原位PCR仪是用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪。如病原基因在细胞的位置或目的基因在细胞内的作用位置等。可保持细胞或组织的完整性,使PCR反应体系渗透到组织和细胞中,在细胞的靶DNA所在的位置进行基因扩增。不但可以检测到靶DNA,还能标出靶序列在细胞内的位置。于分子和细胞水平上研究疾病的发病机理和临床过程及病理的转变有着重大的实用价值。

最后是噪音大小、外观、是否显脏等,要看个人的喜好了。

2、PCR技术的应用

还有一个很重要的因素不在仪器的性能之内,就是厂家或代理商的售后服务承诺及服务能力,如保养服务、元件级维修能力等。这是使用者都明白的,但有时仪器采购人员过多注重于表面价格,其实应该将隐性的成本考虑在内。

PCR技术具有敏感度高、特异性强、快速简便等优点,在医学、遗传学、法医学、微生物学、食品检验、卫生检验等众多领域中具有巨大的应用价值和广阔的发展前景。

常见几种PCR仪分类

生命科学a、人类基因组计划
随着的PCR日臻完善,科学家于2003年在完成的人类基因组“工作框架图”的基础上,经过整理、分类和排列后得到的更加准确、清晰、完整的基因组图谱。这是对人类基因组基本面貌的首次揭示,表明科学家们开始部分“读”出人类生命“天书”所蕴涵的内容。b、后基因组计划
人类基因组DNA序列图谱完成后,鉴定基因组多态性及其单倍型以及寻找其在生物和医学应用中重要成为人们关心的热点。以研究基因功能为核心的“后基因组时代”已经来临,大规模的结构基因组、蛋白质组以及药物基因组的研究计划已经成为新的热点。c、物种的分类、进化及亲缘关系
可以进行物种进化的保守性分析及物种多态性分析、物种鉴定。医药a、遗传病的产前诊断:用胎儿羊膜细胞,羊水或甚至母血可以检查胎儿的性别,这在与性染色体关联遗传病诊断中是必要的。对于高发的遗传病,如地中海贫血、镰刀状细胞贫血、凝血因子缺乏、DMD等已在临床应用多年,为优生优育作了贡献,对于有遗传倾向的疾病尤其是老年性疾病,如糖尿病、高血脂症、甚至肿瘤中的一部分,均是当前研究的重点,近期内可望有突破。b、致病病原体的检测:检测范围包括细菌、病毒、原虫及寄生虫、霉菌、立克次体、衣原体和支原体等一切微生物。检测的灵敏度和特异性都远高于当前的免疫学方法,所需时间也已达到临床要求,这对于难于培养的病毒,细菌和原虫等来说尤为适用。c、DNA指纹、个体识别、亲子关系鉴别和法医物证
可以用一根头发、一个细胞、一个精子来完成上述工作,这一领域也已发展到骨髓或脏器移植配型。d、生物工程制药
许多药物可通过工程菌和细胞来大量生产,如干扰素、白介素、促红细胞生长素等药物。e、转基因动物制药及疾病模型:转基因动物与医学及生物医药研究的关系越来越密切。近年来,各种人类疾病转基因动物模型不断建立。如转基因动物在遗传病、心血管疾病、肿瘤、高血压病、病毒性疾病、异种移植、输血医学、药理学研究中的应用;利用转基因动物-乳腺生物反应器生产药物蛋白,好比在动物身上建“药厂”,可以从动物乳汁中源源不断地获得具有稳定生物活性的基因产品。这是一种全新的药物生产模式,具有投资成本低,药物研制周期短和经济效益高等优点。f、中药材真伪鉴别:利用DNA分子的特征进行物种鉴别的DNA分子标记鉴别法,与现有的中药鉴别方法相比具有以下主要特点:1)准确性高、重现性好,真实、稳定、可靠;2)不受样品形态的限制,原药材、饮片、粉末乃至含有生药原型的中成药(丸剂、散剂等)均可应用;3)所需检样量少,对珍稀药材及化石标本的鉴定更具应用价值;4)PCR技术的快速、便捷性使得DNA分子标记鉴别法更适宜推广使用。农业科学a、转基因植物
按其功能主要分提高产量、抗病力、抗除草剂、改良品质和发育调节。如:大豆、玉米、马铃薯、番茄等。b、转基因动物
在农业方面,主要在改良畜禽生产性状,提高畜禽抗病力及利用转基因畜禽生产非常规畜产品。环境科学a、环境生态研究:PCR-FLP技术为环境地球化学提供了一种新的研究方法和实验设计的新的思维方式。此方法具有所需样品量低、快速简便及特征性强等优点,可广泛应用于物质的生物地球化学循环、环境过程的生物作用、生物多样性及有机物源判断等方面的研究。展望未来研究成果,将会在海洋及湖泊沉积物等自然环境中发现更多的、新的微生物种类;将进一步阐明生物作用和物质循环的机理和过程;进一步阐明自然环境中生物大分子的变化机理及其环境效应并找到判断沉积物有机物。b、环境监测
:长期以来检测外环境均用传统的分离培养方法,既繁琐耗时,检出率又低,而用PCR方法能快速、准确地检测外环境致病性细菌盒有害生物。考古学及历史事件解读利用人类短串联重复STR-PCR技术,研究人类种族的遗传多态性,效果非常稳定。目前此技术已广泛用于生物考古、种系发育、民族学、人类学和考古学等各个领域中。

常用的技术,可以将一段基因复制为原来的一百亿至一千亿倍。根据DNA扩增的目的和检测的标准,可以将PCR仪分为普通PCR仪,梯度PCR仪,原位PCR仪,实时荧光定量PCR仪四类。

普通PCR仪

一般把一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪,称之为普通PCR仪。如果要用它做不同的退火温度则需要多次运行。主要是用作简单的,对目的基因退火温度的扩增。

主要应用于科研、教学、临床医学、检验、检疫等。

梯度PCR仪

一次性PCR扩增可以设置一系列不同的退火温度条件的称之为梯度PCR仪。因为被扩增的不同的DNApian段其最适合的退火温度不同,通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增,从而一次性PCR扩增就可以筛选出表达量高的最适合退火温度进行有效的扩增。主要用于研究未知DNA退火温度的扩增,这样既节约时间,也节约经费。在不设置梯度的情况下亦可当做普通的PCR用。正真的梯度,是每一排管都有精确的加热控温探头,2009年为止只有美国ABI公司可以做到。其他的都是从两头的热传递来设计控温。

梯度PCR仪多应用于科研、教学机构。

实时荧光定量PCR仪

在普通PCR仪设计基础上增加荧光信号激发和采集系统和计算机分析处理系统,形成了具有荧光定量PCR功能的仪器。其PCR扩增原理和普通PCR扩增原理相同,在PCR扩增时加入的引物是利用同位素、荧光素等进行标记,使用引物和荧光探针同时与模板特异性结合扩增。扩增的结果通过荧光信号采集系统实时采集信号连接输送到计算机分析处理系统,得出量化的实时结果输出。

荧光定量PCR仪有单通道,双通道和多通道之分。当只用一种荧光探针标记的时候,选用单通道;有多种荧光标记的时候使用多通道。单通道也可以检测多荧光的标记和目的基因表达产物,因为一次只能检测一种目的基因的扩增量,需多次扩增才能检测完不同的目的基因片段的量。多通道利于做多重PCR,实现一次检测多种目的基因的功能。

实时荧光定量PCR仪主要应用于临床医学检测、生物医药研发、食品行业、科研院校等。

原位PCR仪

是用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪。如病原基因在细胞的位置或目的基因在细胞内的作用位置等。可保持细胞或组织的完整性,使PCR反应体系渗透到组织和细胞中,在细胞的靶DNA所在的位置进行基因扩增。不但可以检测到靶DNA,还能标出靶序列在细胞内的位置。于分子和细胞水平上研究疾病的发病机理和临床过程及病理的转变有着重大的实用价值。

PCR仪的一些主要需要考虑的因素做简单的说明:

1、 样本管的种类:

现在主要有0.2ml和0.5ml两种,使用0.5ml PCR管的人员已经很少了,一是0.5ml
PCR专用的薄壁管很少见,二是如果想要较大体积的PCR产物,可以通过多分几个0.2ml
PCR管来实现。
除非经常需要较大体积的PCR产物,否则可以不必考虑0.5ml型的PCR仪

2、 样本容量:

种类很多,0.2ml的有96孔和48孔,0.5ml的有60孔和30孔,384孔等,当然还有一些其他组合:如0.2ml的48孔与0.5ml的30孔组合。

3、 温度梯度功能:

即不同列或不同行之间温度可以为不同的温度。这一功能对于固定PCR程序的检验人员来讲,可能用处不大,但对于经常进行不同基因扩增的研究人员来讲可以说是必须的。

4、 计算控温与模块控温:

模块控温是早期PCR仪所使用的控温方式,即所设定的温度为加热模块的温度,在变温过程中,快要达到目标温度时,PCR仪将升降温速率降低,让模块的温度慢慢接近目的温度,而不发生过冲。计算控温也称为管式控温,即考虑的是PCR反应管中的温度,为了加快使反应管中温度达到目的温度,模块温度先过冲,然后在反应管中温度接近达到目的温度时调节到合适的温度,调节方式是通过理论计算与实验相结合而来的,与反应管中的反应液的体积有关,因此计算控温模式都需要实验人员输入反应液的体积。计算控温模式已经是普遍采用的方式了。

5、 断电保护功能:

这也是一个很有用的功能,特别是在中小城市,经常会发生短时间停电、保险丝融断以及空气开关跳闸等现象,如果没有这一功能,开机后不能自动接下来进行实验,往往会影响工作

6、 热盖功能:

热盖功能是各个厂家都有的,如果没有,怕是没人要了。热盖也分为可调式热盖和不可调式热盖。可调式热盖中又有力矩式可调热盖,主要解决在压紧热盖时用力过大及过小的问题。

7、 软件功能:

仪器软件功能方面当然都可以设置PCR程序了,只是方便不方便的问题,用熟了便方便了,差别都不大。只是有的显示屏大些,可以画出一个温度变化曲线来,但大都是模拟的,意义也不大,只是好看些。还有如每个循环增减温度以及增减时间的功能,好像多数仪器都有,如有这方面的需要则要注意一下。

8、 使用寿命:

仪器的使用寿命,如果不考虑维修的成本,则主要与半导体制冷片的寿命相关。

9、 电源可靠性:

这是一个很重要的因素,但也是用户有所忽视一个因素。因为绝大多数的仪器出现故障都是由于电源问题或是电源问题造成的。由于PCR仪是一个变温仪器,也是一个使用时间长并且经常连续使用的仪器,有些用户一天使用达20小时左右。电源出问题的原因是多方面的,一是潮气和灰尘,在国内,北方的灰尘很大,南方的潮气很重。有时灰尘大到有些PCR仪打开后看不到电子元件了,电路板散热不好,造成电源部分烧坏。有时潮气大到仪器内可以流出水来,造成电路板短路,电源部分烧坏。

10、 维修成本与保修时间:

这是一个很实际的问题,大多数PCR仪都只保修一年,有些在用户的要求下会增加保修时间。一般仪器的保修费用为仪器价格的8-12%每年,所以保修也就是钱。一般来讲进口仪器的维修成本会比较高,一是配件成本本身就高,二是运输费用及进口关税等。另外进口仪器厂家一般都不允许进行原件级的维修,是出于利润以及质量两方面的考虑,其实国外元件级维修的成本也许比更换电路板成本还高。因此只有国内人员才进行元件级的维修,国内人力成本低,水平也高些。

11、 温度的准确性与精确性:

准确性与精确性都是有标准定义的。精确性也称精确度,指调查或试验中同一指标或性状的重复观测值彼此接近程度的大小。就PCR仪来讲,准确性指的是设定温度与实际温度差别的大小,而精确性则是指不同孔间温度的差别。一般来讲,加热模块的中心温度的准确性和精确性都要好些。

12、 升降温速率:

这是很多的购买者最关心的问题,它可能会影响PCR反应时间。但在这个问题上有些理解上的差别。一般仪器所标注都是最大升降温速率,而用户所理解的是温度差与升降温所用时间比值。这是有些用户发现升降温速率达不到仪器所标注的速率的原因。用户所关心的是对用户来讲有意义的。过度的升降温速率对于用户来讲意义不大,因为容易引发温度过冲,并需要较长时间来调整。

13 、其他:

如噪音大小、外观等也是需要考虑的。噪音就不必讲了,当然是越小越好。外观上各有所好,也不好评说,但在国内还需要考虑的有是否显脏。

PCR扩增仪的保养与注意事项

PCR仪器不是一种计量仪器,其主要作用原理与基本计量要素密切相关,要求较高,一旦失控,仪器将不能正常工作,所以PCR仪器也需要定期检测和维护,这对依赖自然风降温的PCR仪器尤为重要。

1.样品池的清洗先打开盖子,然后用95%乙醇或10%清洗液浸泡样品池5min,然后清洗被污染的孔;用微量移液器吸取液体,用棉签吸干剩余液体;打开PCR仪,设定保持温度为50℃的PCR程序并使之运行,让残余液体挥发去除。一般5——10min即可。

2.热盖的清洗对于荧光定量PCR仪,当有荧光污染出现,而且这一污染并非来自样品池时,或当有污染或残迹物影响到热盖的松紧时,需要用压缩空气或纯水清洗垫盖底面,确保样品池的孔干净,无污物阻挡光路。

3.仪器外表面的清洗清洗仪器的外表面可以除去灰尘和油脂,但达不到消毒的效果。选择没有腐蚀性的清洗剂对PCR仪的外表面进行清洗。

4.更换保险丝先将PCR仪关机,拔去插头,打开电源插口旁边的保险盒,换上备用的保险丝,观察是否恢复正常。

在仪器的维护保养中,需要注意以下问题:

1.PCR仪器需要定期检测,视制冷方式而定一般半年至少一次。

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。

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