Промышленное создание высоко технологичного оборудования для молекулярной биологии обеспечивает работу более чем 100 000 исследовательских центров в мире. Интересы профессионалов молекулярной биологии лежат в самых различных областях, связанных с фармакологией, экологией, сельским хозяйством, пищевой индустрией, биотехнологией, генетикой, медициной: медицинской диагностикой вирусных и бактериальных зараз, наследных и онкологических болезней, HLA-генотипированием (в том числе определением неродственных доноров костного мозга), судебной медициной для определения отцовства и идентификации личности, эпидемиологией и т.д.
Cовременная наука употребляет неограниченное количество самых тонких способов исследовательских работ, обеспеченных новым оборудованием. Вследствие этого представляется разумным разглядеть оборудование только для 1-го из целого ряда современных молекулярно-генетических способов – способа полимеразной цепной реакции (ПЦР). ПЦР позволяет специфически наращивать (амплифицировать) количество исследуемого эталона ДНК в 10-ки и сотки раз. Способ прост и по сопоставлению с традиционно применяемыми способами (такими как иммунофнрментный анализ, иммунофлюоресцентный анализ, бактериологический анализ) дает нужную и поболее достоверную диагностическую информацию. Специфика, высочайшая чувствительность, простота и удобство проведения анализа, сравнимо маленькие издержки времени являются общепризнанными плюсами способа. Благодаря своим плюсам, данный способ обширно применяется на практике. К огорчению, тривиальные достоинства ПЦР и кажущиеся маленькие издержки на оборудование привели к созданию огромного количества лабораторий, в каких в той либо другой степени нарушены требования, как к оборудованию, так и к помещению. В итоге, под видом нового диагностического исследования выдаются плохие результаты, что приводит к дискредитации самой идеи ПЦР анализа. Решить эту делему можно разными способами, но самым прямым и естественным является создание лаборатории на базе унифицированного комплекта оборудования для ПЦР, имеющего высочайшие технологические свойства.
Процесс ПЦР можно разбить на три стадии: пробоподготовка, проведение амплификации, учет результатов амплификации. ПЦР-лаборатория должна быть разбита на три надлежащие зоны. Но при наличии специального оборудования (ламинарные шкафы, ПЦР боксы) 1-ые две зоны могут быть совмещены. Допускается внедрение ламинарных шифанеров, как первого, так и второго классов защиты (к примеру, ФинБио, Jouan, Миасский завод). Для пробоподготовки нужно последующее оборудование: вортекс (к примеру, Heidolph, Eppendorf, Elmi и др.), микроцентрифуга (к примеру, Eppendorf, Jouan, Elmi и др.), термоблок (к примеру, Biometra и др.), пипетки-дозаторы переменного либо неизменного объема, преимущество имеют автоклавируемые варианты (к примеру, Hamilton, Biohit, Gilson, Eppendorf и др.), набор расходных материалов, включая пробирки для выделения ДНК, постановки ПЦР, разовые наконечники для дозаторов, штативы для пробирок (к примеру, Brand, Eppendorf и др.)
Сердечком хоть какой ПЦР лаборатории является термоциклер (амплификатор). В текущее время на русском рынке представлено огромное количество термоциклеров самых различных модификаций, имеющих различное назначение. Посреди их следует выделять последующие конструкции: индивидуальные термоциклеры, приборы завышенной производительности, градиентные термоциклеры, термоциклеры «реального времени», особые амплификаторы для полной автоматизации рабочего места. Более тщательно мы остановимся на первых 3-х группах термоциклеров, более нередко использующимися в научных и производственных лабораторий.
К первой группе относятся приборы, обеспечивающие маленький поток исследовательских работ либо первичные шаги по отработке методик ПЦР . Как мы лицезреем из сравнительной таблицы №1, более производительными в данной группе термоциклерами являются Tpersonal (Biometra) и Primus 25 (MWG-Biotech). Это связано с их высочайшей скоростью нагревания/остывания, а у Tpersonal также с огромным объемом блока (48х0,2 мл) и возможностью использования комбинированного блока (48х0,2 мл и 16х0,5 мл). Особо необходимо подчеркнуть программное обеспечение Tpersonal. Приборы завышенной производительности владеют более высочайшими техническими чертами. Большая часть из их имеют похожий объем блоков, но, все же, отличаются в конструкции, что обеспечивает разную скорость нагревания/остывания. Эти приборы имеют массивное программное обеспечение. Не считая обозначенных в таблице моделей, необходимо подчеркнуть существование специализированных термоциклеров. К примеру, Т3 (Biometra), Dyad (MJResearch) либо Tetrad (MJ Research), имеющих 3, 2 и 4 нагреваемых крышки соответственно, дающих возможность проведения в каждом блоке независящего процесса ПЦР.
Идеальным ассистентом в экспериментальной работе и рутинных исследовательских работах является градиентный термоциклер , который позволяет определять более подходящую температуру отжига в процессе 1-го единственного опыта. Неоспоримым фаворитом посреди схожих амплификаторов является Tgradient (Biometra). Данный термоциклер обеспечивает самую высшую скорость нагревания/остывания, больший градиентный спектр и программное обеспечение с широкими способностями.
Последним достижением в области новых технологий у амплификаторов являются термоциклеры «реального времени». Принцип деяния этих устройств основан на оптической фиксации флюоресцентной метки. Если реакция ПЦР прошла удачно, растет величина флюоресцентного сигнала. Если последовательность участка ДНК, избранная для ПЦР анализа, уникальна, можно практически сходу гласить о наличии либо отсутствии мельчайшего организма либо какой-нибудь мутации в пробе. Таким макаром, ПЦР в реальном времени – очень многообещающий способ молекулярно-генетических исследовательских работ. Его можно использовать для резвой детекции, идентификации и свойства патогенов, оценки стойкости к лекарствам, также для выявления генетических аномалий, к примеру, рака. Перечисленные выше способности данной группы термоциклеров позволяют использовать их в пищевой индустрии, экологии среды, фармакологии, медицине и т.д. Посреди термоциклеров данной категории можно выделить iCycler с оптической приставкой (Bio-Rad), LightCycler (Roche), I-CORE (Cepheid Technology), Rotor-Gene (Corbett Research).
Домом стоят модели термоциклеров, применяемые при полной роботизации рабочего места, к примеру, Trobot (Biometra), Tetrad с моторизированной крышкой (MJ Research), 9700 (Applied Biosystems) моторизированный модуль для 2-х 384-луночных блоков. При автоматизации процесса скрининга новых форм организмов с определенными признаками либо идентификаии огромного количества патогенов, совместное внедрение роботов-дозаторов (к примеру, Microlab 4000/4200 (Hamilton)) и амплификаторов данной категории дает возможность оборудовать рабочее место с высочайшей производительностью, минимизацией рабочего места и персонала и непрерывным режимом функционирования.
Основная неувязка при проведении ПЦР-анализа – это «контаминация» (занесение стороннего нуклеинового материала в анализируемые пробы). ПЦР – очень чувствительный способ, потому даже одна молекула, имеющая комплиментарный участок праймерам набора для амплификации, может привести к ложноположительному результату. Вследствие этого лучше, чтоб процесс учета результатов был в отдельном помещении. Для анализа итогов ПЦР нужен набор оборудования для горизонтального электрофореза, источник питания, трансиллюминатор, черная комната и система гельдокументации. Ряд компаний предлагает полный набор оснащения для учета данных ПЦР (к примеру, Biometra). В особенности необходимо подчеркнуть новейшую высоко технологичную систему видеогельдокументации BioDocAnalyze (Biometra), которая позволяет не только лишь фиксировать результаты, да и проводить их анализ. Это стало вероятным благодаря уникальным свойствам этого прибора: наличие встроенной в компьютер камеры; автоэкспозиция и стоп функция; оптимизация контраста и яркости окрашенных гелей; информация сохраняется на жестких либо гибких дисках; сохранение изображения в BMP и TIFF форматах, позволяющих создавать базу данных; дополнительные функции, определяемые юзером; резвый термопринтер высочайшего разрешения.
Для расширения исследовательских работ способами молекулярной биологии можно доукомплектовывать существующую лабораторию. А именно, спектрофотометрами, системами вертикального гель электрофореза различных модификаций, системами сиквенирующего гель электрофореза, источниками питания низкого и высочайшего напряжения, сушилками для гелей, помповыми насосами, системами Dot Blot, Vacu Blot, Fast Blot, Tank Blot, качающимися платформами, встряхивающими столиками, гибридизационными печами и т.д. (к примеру, Biometra и др.).
Таким макаром, при выборе комплекта оборудования для ПЦР, нужно верно представлять задачки и объем будущих исследовательских работ. Если оснащение лаборатории произведено верно, ваши исследования дадут лучшие результаты, а экономия времени позволит расширить область ваших научных и производственных интересов.
