تستخدم هذه التقنية في PCR على نطاق واسع في البحث العلمي وعلم الأحياء الجزيئي، تتطلب تفاعل PCR وجود قالب DNA، وبرايمرات، ونيوكليوتيدات، وبوليميراز DNA، وتلبي هذه المكونات خصائص ووظائف معينة تسمح للجهاز أو جهاز التدوير الحراري بإنتاج دورات متكررة من تضخيم الحمض النووي.
كيف يعمل جهاز التدوير الحراري PCR؟
الجهاز أو المعدات المستخدمة لتضخيم الحمض النووي هي جهاز التدوير الحراري، مع كتلة حرارية بها ثقوب مائية، حيث يتم وضع أنابيب الاختبار، ثم يقوم جهاز التدوير الحراري برفع وخفض درجة حرارة الكتلة في ثلاث مراحل أساسية تم برمجتها مسبقًا من قبل المستخدم؛ التفاعل الأول يتم تسخينه فوق نقطة التفكك لسلسلتين DNA مكملتين للحمض النووي المستهدف، مما يتسبب في انفصال السلاسل.ثم يتم خفض درجة الحرارة بحيث ترتبط البرايمرات المحددة بمقاطع الحمض النووي المستهدف، وتسمى هذه العملية بالتزاوج، ثم يتم رفع درجة الحرارة مرة أخرى بحيث يكون بوليميراز DNA قادرًا على تمديد البرايمرات عن طريق إضافة نيوكليوتيدات إلى سلسلة الحمض النووي التي يتم بناؤها.
تشغيل جهاز التدوير الحراري
يمتلك هذا النوع من الأجهزة عمومًا نوعين من طرق التشغيل، الأول هو من خلال كتلة مقاومة كهربائية، بهذه الطريقة يتم توزيع درجة الحرارة باستمرار في فترات زمنية قابلة للتعديل، عادةً ما تتراوح درجات الحرارة بين 4 و90 °C؛ مما يسمح للحمض النووي بفقدان خصائصه الطبيعية ويكون من الممكن فصل السلاسل المطلوبة لإجراء التحليل.ثم مؤخرًا ظهرت طريقة جديدة تسمى تقنية بيلتيير، حيث يتم إجراء تغييرات درجة الحرارة من خلال جهد كهربائي، وتتمثل وظيفتها الرئيسية في إنتاج الكهرباء التي تتحول إلى درجات حرارة عالية أو منخفضة؛ في جهاز التدوير الحراري هناك نوعان من أشباه الموصلات بواسطة وصلات بيلتيير التي تجعل هذه العملية ممكنة؛ ولها مزايا مثل الكفاءة والدقة فيما يتعلق بالعينات والنتائج.
وصف التقنية المستخدمة في أجهزة التدوير الحراري PCR
تقوم هذه الأجهزة بإجراء دورة كاملة تزيد أو تقلل من درجة حرارة كتلة، لتحسين نقل درجة الحرارة، تحتوي الأنابيب من 0.2-0.5 مل على قاعدة مخروطية وجدار رقيق جدًا لمنع التكثف داخل الأنبوب، يقوم جهاز التدوير الحراري بتسخين غطاء الأنبوب أثناء العملية؛ تنتهي عملية PCR بدورة نهائية من التمديد عند 72 درجة مئوية لمدة حوالي 10 دقائق لضمان اكتمال سلسلة الحمض النووي البسيط مع السلسلة المكملة.بمجرد الانتهاء من العملية، تكون كتلة جهاز التدوير الحراري عند 4 درجات مئوية في انتظار جمع الأنابيب وتشغيل عينة من محتوياتها في هلام الأجاروز للتحقق مما إذا كان قد تم تضخيم الجزء المتوقع الحجم بشكل صحيح؛ تعتمد نتائج PCR على درجة تدهور الحمض النووي الأصلي، ووجود مثبطات التفاعل، وتشابه البرايمرات.
احتياطات استخدام جهاز التدوير الحراري PCR
- يجب عليك ارتداء الملابس ودرع الوجه والتحكم في شدة المعدات، والتي يمكن أن تكون في الحد الأقصى مع الماء والحد الأدنى إذا تم استخدام هلام الأجاروز، يجب أن تكون هناك جدول مرجعي يوضح أوقات كل وضع من أوضاع potentiometer والكميات التي يجب استخدامها.