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PCR(聚合酶链式反应)是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链 ,低温(经常是60°C左右)时引物与单链按碱基互补配对的原则结合,再调温度至DNA聚合酶最适反应温度(72°C左右),DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。基于聚合酶制造的PCR仪实际就是一个温控设备 ,能在变性温度,复性温度,延伸温度之间很好地进行控制。
PCR仪的种类
分类总是五花八门 ,总体来说可以分为PCR扩增仪和实时荧光PCR仪两大类,有人也把它们称为半自动和全自动,或者定性和定量,都是比较不准确的称呼 。
PCR最重要的就是个升降温过程 ,最初的水浴锅式PCR,就是三个水浴箱,一个机械臂 ,定时抓出反应槽转换水浴锅。这种东东体积大,迅速慢,但其实结果并不比以后的PCR仪差 ,我现在都很欣赏。后来有人利用致冷和加热做成了,固定位置升降温的PCR扩增仪 。
后来随着定量技术的发展,有公司将扩增仪和检测做成一体 ,也就成了现在所谓的全自动(或定量)PCR仪。当然标准的叫实时荧光定量PCR仪。
品牌
什么东西都有品牌,现在国内国外PCR仪的品牌很多,就国外而言比较著名的有:
ABI美国应用生物公司:老牌的生物公司贵族 ,其收购了原来的PE,而PE公司是PCR的鼻祖,旗下有很多经典的PCR仪,有5700(已停产)、7700(已停产) 、7000、7900等实时荧光定量PCR仪 。
ROCHE罗氏诊断:炙手可热的新贵 ,LIGHTCYCLER是其唯一的PCR仪,市场做得很不错,以科研定位为主 ,但在国内很多医院使用,其很特色离心、气加热 、毛细管等,设计另类 ,是最有特色的PCR仪,当然好坏另议,就单其另辟蹊径的技术能力和胆识就值的佩服。
MJ:刚入中国的名流 ,MJ的扩增仪在生命科研领域比较出名,其产品比较适合高通量检测,人类基因组计划用得很多。其实时荧光PCR仪刚进入中国不久 ,孔间能使用不同温度是其特色。这点其实比较有用 。
伯乐:呵,廉价的麦当劳,ICYCLER是其主打,进入中国已经比较久了 ,产品和5700一样,是扩增仪上加装定量模块而成,特点是价格较低。
国内现在做的也很多 ,比如杭州博日、杭州朗基、上海枫岭 、厦门安普利等。
选购
准确的讲包括实时荧光定量在内都没有自动加样和标本处理系统,只能算半自动的 。PCR仪是个简单的东东,一个温控设备和一个检测设备而已。
关于温控 ,主要是介质问题。理想的介质是导热性好、比热大、接触紧密的东东 。
这方面最好的是水浴和油浴,比热大(油比水更大) 、溶剂化物体,与反应物无缝接触 ,效果当然最好。但是自动化,小型化难,只有最初的水浴锅式使用。
硅加热 ,这是使用最普遍的一种,优点:易自动化、速度快、直接加热降温,效果当然好,但是第一成本较高 ,第二其使用的介质是金属,导热虽然好,但是与反应管 ,很难做到无缝接触,定性时代可以加油,但用荧光定最 ,由于油有荧光信号不能用 。所以在无缝接触上差一些。第三由于是底部加热,下部压力较大,有溢出的可能 ,不过新的仪器在加热盖以后解决了这个问题。
空气加热,用空气做介质有优点,与反应体系无缝接触 ,但是空气的导热性差、比热小的弱点明显 。因此空气加热的要利用离心来产生空气流动,增强导热性,同时使用毛细管,加大接触面积 、试剂微量化来弥补。这样做了以后效果还是不错。但有的厂商把什么离心、毛细管的好处大讲特讲 ,对气加热的弱点闭口不谈,却是高明的市场手法。同时,使用离心 ,对标本量增大是有影响的并且标本量越大,空气比热小的弱点就越明显,所以空所加热的仪器标本量都比较小 。使用毛细管后由于反应液与管的接触面积增大 ,吸附现象更大,因此试剂的通用性差一般要专门开发,成本高 ,虽然试剂用量少,但因为是专用试剂,每人份就是以实际量算 ,并不省试剂。反而增加了毛细管成本。
关于功能,所有的PCR仪功能都大体相同 。只有MJ孔间能使用不同温度比较独特,这对于多项目同时检测以及循环参数的调整比较有用。但其实时荧光的仪器刚进入中国不久,具体如何还不得而知。
关于选购 ,根据单位情况而定,由于PCR的技术含量其实并不高,好的国产仪器如杭州博日(与日本著名厂商大和有关)也差不太多 。关于进口仪器 ,罗氏的仪器不错,但如果标本量大,建议不要用罗氏。一则会累死的。另外 ,每个标本要分摊的标准曲线、对照成本太高 。同时,试剂也比较受限。
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