الدراجات الحرارية: أكثر من مجرد أجهزة PCR

الدراجات الحرارية: أكثر من مجرد أجهزة PCR

بعد أن قام كاري موليس، الحائز على جائزة نوبل، بتطوير تفاعل البوليميراز المتسلسل في عام 1983، أراد العديد من العلماء التشغيل الآلي لهذه العملية الشاقة.وبعد بضع سنوات فقط، قدمت أول دراجة حرارية تجارية تلك الأتمتة.على الرغم من أنها تُعرف عادةً باسم أجهزة PCR التي تعمل على تضخيم الأحماض النووية في العينة، إلا أنه يمكن استخدام التسخين والتبريد المتحكم في التدوير الحراري في العديد من التطبيقات الأخرى، بما في ذلك تسلسل الحمض النووي، والاستنساخ، ودراسات التعبير الجيني، والمزيد.لاختيار أفضل أداة لمختبر معين، من المفيد مراجعة بعض تفاصيل الجهاز ومجموعة متنوعة من التطبيقات.

أولاً، دعونا نلقي نظرة على ما يفعله الدراج الحراري.يقول مارك وانغ، مشرف المنتج في BIOBASE، إنه مصمم 'لتدوير عيناتك حراريًا لفترات زمنية معينة'.'يمكن للمستخدم برمجة الجهاز للتغيير بين عدة درجات حرارة حضانة، كل منها لفترة معينة من الوقت، ثم تكرار تغيير درجة الحرارة مرارًا وتكرارًا لدورات معينة.' يمكن أن تكون درجات الحرارة والتوقيت معقدة مثل العلماء الرغبات.

ومع قيام العلماء بتطوير أساليب جديدة، تظهر التدوير الحراري في المزيد من مسارات العمل.على سبيل المثال، يمكن استخدام التدوير الحراري في تقنية تحرير الجينات CRISPR-Cas 9.ويشير مارك وانغ أيضًا إلى أن التدوير الحراري 'يمكن استخدامه لإجراء تفاعلات تحتاج إلى الحفاظ على درجة حرارة حضانة دقيقة، بما في ذلك بعض التفاعلات الحركية الأنزيمية'.

التحديات الجديدة في مجال العلوم والصحة العالمية تدفع العلماء أيضًا إلى التوسع في استخدام الدراجات الحرارية.بالإضافة إلى ذلك، تتحد الأساليب العلمية الجديدة والدراجات الحرارية الأكثر تقدمًا لتقديم طرق جديدة للاستفادة من هذه الأجهزة.

تطور الدقة

مع وجود أول دراجة حرارية تجارية يبلغ عمرها الآن 33 عامًا، فإن هذه ليست تقنية جديدة، لكن التطورات لا تزال تعمل على تحسين هذه الأجهزة.'كان أول تحسن كبير هو الطريقة التي يغيرون بها درجة حرارة الحضانة'، كما يقول مارك وانغ.تضمنت الأدوات الأولى عدة أقسام عند درجات حرارة مختلفة.يؤدي نقل العينة من قسم إلى آخر إلى تغيير درجة حرارتها.يقول وانغ إنه في ثمانينات القرن العشرين، تم استخدام الضاغط وعنصر التسخين لإنشاء دراجات حرارية يمكنها 'تسخين وتبريد العينات في نفس الموقع'. وبعد ذلك، 'حل جهاز بلتيير الحراري محل الضاغط وعنصر التسخين'. لحضانة العينات، وبالتالي تقليل حجم الجهاز واستهلاكه للطاقة.' تستمر أجهزة التدوير الحراري اليوم في استخدام أسلوب بلتيير.