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Reacción en cadena de la polimerasa (pcr)

La técnica de reacción en cadena de la polimerasa (pcr) es el proceso que permite la amplificación química de muestras de ADN de baja concentración, un método que permite en horas ampliar hasta 10 secuencias de plantillas de varias copias o incluso una molécula de adn.7~ 108Doble, fácil de operar, ahora ampliamente utilizado en varios campos de la investigación de biología molecular, su núcleo es la replicación semireservada del adn.

La tecnología PCR se divide principalmente en tres etapas:

（1）Degeneración del ADN. calentar muestras de ADN con estructura de doble cadena a 92 a 97 ° C rompe los enlaces de hidrógeno entre las cadenas y las descompone en moléculas de dos cadenas individuales.

（2）Recolocación. reducir rápidamente la temperatura a 55 a 65 grados celsius, cuando el ADN de una sola cadena y el primer se combinan mutuamente de acuerdo con el principio de emparejamiento de bases.

（3）Extensión. aumentar la temperatura a unos 72 ° C para la reacción de extensión del adn.

Cada ciclo pasa por la desnaturalización, el recocido y la extensión, y el contenido de ADN se duplica. En la reacción pcr, los cambios de temperatura juegan un papel decisivo en la eficiencia de la replicación del adn: cuanto más rápido se calienta y se enfría, menos tiempo tarda la reacción.

Número 2

POCT molecularproducto

Presumiblemente todos lo recuerdan.Prueba médica Visby，Esta caja de tarjetas de autoexamen familiar,númeroDecirPrueba PCR sin equipoAgentes..En realidad, el equipo se hizo en la Caja de cartón.(...)Tiene muchas ventajas:Pequeño, portátil, fácil de operar, etc., pero es un poco caro.

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La estructura interna del producto se puede ver en la imagen, y la Flecha Roja se refiere al tema compartido hoy.

VisbyEl módulo de amplificación de la Caja de tarjetas de autoexamen doméstico es "".PCChip microfluídico R"Más precisamente debe llamarseChip microfluídico PCR de flujo continuoCon la ayuda de la "conversión espacio - tiempo", el proceso de reacción se realiza impulsando muestras mixtas a través de diferentes regiones de temperatura.

",VisbyEl éxito de la Caja de tarjetas de autoinspección en el hogar se ha beneficiado del uso de la tecnología de control de microflujo. ",

MicroflujoControlEl chip tiene una pequeña capacidad térmica, una gran superficie específica y una eficiencia de transferencia de calor mucho mayor que el dispositivo macropcr, por lo que puede utilizar el proceso de calentamiento rápido y enfriamiento para lograr una amplificación rápida del adn. sus ventajas no solo pueden ahorrar el consumo de muestras, sino que también ayudan a mejorar la eficiencia y la sensibilidad de la detección y lograr una detección portátil.

Todas las reacciones deben completarse en un ambiente líquido y implican un control preciso de la temperatura, por lo que los problemas de flujo a escala micro y los problemas de transferencia de calor son particularmente importantes en los sistemas pcr..Cabe señalar que, además de la reacción PCR de tres pasos, también hay dos pasos para combinar el recocido y la extensión en un solo paso.VisbLa Caja de la tarjeta de autoexamen familiar es una reacción de dos pasos.).

Los chips microfluídicos PCR se pueden dividir en diferentes estructuras.微室 PCR (Microcámara PCR)yPCR de flujo continuo (continuo - pcr)Dos modelos básicos.La diferencia entre los dos es que:

(1) el cambio de temperatura de la PCR de la microcámara se produce en un volumen fijo, y el cambio de temperatura se controla dinámicamente a través del mundo exterior;

(2) la PCR de flujo continuo realiza el cambio pasivo de temperatura a través del flujo de líquido a través de posiciones con diferentes distribuciones de temperatura.

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PCR microvellularChip microfluídico

Ventajas: Tiene un tamaño más pequeño y es fácil lograr una integración multifuncional.

Deficiencias: sujeto a la capacidad térmica del propio chip en términos de velocidad de enfriamiento, mientrasEl chip microfluídico PCR de microaula tiene un gran "volumen muerto" estructural, y el chip microfluídico es difícil de limpiar, por lo general solo se puede usar una vez, lo que no es adecuado para la reacción de amplificación continua de múltiples reactivos.

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continuoNúcleo microfluídico de PCR de flujopieza

Ventajas: Chip microfluídico PCR de flujo continuo con la ayuda deEn el método de "conversión espacio - tiempo", el proceso de reacción se realiza impulsando muestras mixtas a través de diferentes regiones de temperatura. Debido aPCR de flujo continuoChip microfluídicoLa reacción se realiza principalmente por microcanales, con un "volumen muerto" de fluidos relativamente pequeño, utilizando un amortiguador dieléctrico adecuado para el intervalo y lavado, lo que puede evitar la contaminación cruzada entre diferentes muestras, de modo que el chip de microfluídico PCR de flujo continuo puede lograr la inyección continua de muestras múltiples y el tratamiento por lotes, por lo que tiene la Función de "amplificador químico en línea (on - site)".

Deficiencias: PCR de flujo continuoChip microfluídicoLa desventaja es que el número de amplitudes depende del número de veces que se pasan las tres zonas de temperatura, y una vez determinado el esquema de diseño del canal, este ciclo ya no se puede cambiar.

Algunas tecnologías emergentes pueden superar las deficiencias de los dos sistemas anteriores, por ejemplo, los estudios confirman quepequeñoPCR de cámaraChip microfluídicoLas nanopartículas metálicas se añaden al medio líquido, y las partículas metálicas se calientan por microondas homogéneas, calentando así todo el medio líquido, que tiene las características de alta eficiencia de calentamiento y métodos de control flexibles.

Hay varios métodos de control de temperatura para dispositivos PCR microfluídicos. Krishnan y otros han diseñado reactores PCR a microescala que utilizan el efecto convectivo Riley - bernard, cuya estructura se muestra en la siguiente imagen.

Reactor PCR a microescala basado en el efecto convectivo Riley - Bernard

El dispositivo se calienta a 97 ° c con una placa caliente en la parte inferior del microreactor y se mantiene a 61 ° c con una placa refrigerada por agua en la parte superior. debido a que la diferencia de temperatura producirá convección de flotabilidad en el microreactor, se puede formar una convección estable Riley - Bernard en condiciones específicas. las moléculas de ADN y otros componentes de reacción en la solución circulan entre 97 ° C y 61 ° c con el flujo, completando así la amplificación PCR en dos pasos del adn. Este dispositivo permite cambiar el modo de flujo cambiando el tamaño geométrico del recipiente de reacción intermedio.

Hu y otros utilizaron las características de alta conductividad eléctrica de la solución de amplificación PCR para producir diferentes Julios de calor a través de diferentes campos eléctricos de intensidad, logrando el control de temperatura en el microcanal, completando así la amplificación PCR del adn.

PCRDispositivoEn la transexualidad,retirarsePaso de fuego / extensiónDe repenteDistribución de la temperatura

Referencias:

[1]Guoqing Hu, Qing Xiang, Rachel Fu, Bo Xu, Roberto Venditti, Dongqing Li. (2006). Reacción en cadena de polimerasa en tiempo real controlada electrocinéticamente en microcanal usando efecto de calentamiento de Joule. Analytica Chimica Acta, 557, 146-151.

[2] Madhavi Krishnan, Victor M. Ugaz, Mark A. Burns. (2002).PCR en un Rayleigh-Benard Célula de ConvecciónCiencias, 298, 793.