pcr儀溫度校準(zhǔn)裝置、基因擴(kuò)增儀校驗(yàn)裝置　

背景

　　如今PCR基因擴(kuò)增技術(shù)已經(jīng)成為分子生物學(xué)領(lǐng)域的常用技術(shù)之一，被廣泛運(yùn)用于基礎(chǔ)研究及臨床診斷等領(lǐng)域。根據(jù)基因擴(kuò)增技術(shù)的原理可得出，溫度的控制對(duì)PCR實(shí)驗(yàn)技術(shù)的影響是關(guān)鍵性的，市面上眾多品牌型號(hào)的PCR基因擴(kuò)增儀在溫控技術(shù)和制造工藝上都有著非常大的差異，因此亟需建立一套統(tǒng)一的質(zhì)量控制體系來(lái)規(guī)范PCR儀的使用和生產(chǎn)。

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一、產(chǎn)品概述

　　基因擴(kuò)增儀/PCR儀溫度驗(yàn)證裝置的用途是對(duì)基因擴(kuò)增儀的溫度控制環(huán)節(jié)進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn)，常規(guī)基因擴(kuò)增儀的溫度控制范圍在0到120攝氏度，測(cè)溫max允許示值誤差通常為±0.3-1.0攝氏度，根據(jù)《JJF 1527-2015 聚合酶鏈反應(yīng)分析儀校準(zhǔn)規(guī)范》的要求，溫度校準(zhǔn)設(shè)備測(cè)量不確定度應(yīng)≤0.1攝氏度，且需要通過(guò)計(jì)量檢定?，F(xiàn)今的基因擴(kuò)增儀根據(jù)功能可以分為普通、梯度和熒光定量PCR儀，根據(jù)基因擴(kuò)增儀的溫度測(cè)試環(huán)境，我司開發(fā)的這套系統(tǒng)能滿足市面上大部分PCR儀的工作環(huán)境。

二、 PCR儀溫度校準(zhǔn)的項(xiàng)目及必要性

　　一個(gè)穩(wěn)定的溫度循環(huán)是成功實(shí)現(xiàn)PCR所必需的。其中溫度控制的動(dòng)、穩(wěn)態(tài)特性是影響PCR擴(kuò)增結(jié)果正確與否的重要因素之一, 這包括溫度準(zhǔn)確性、升降溫速度、溫場(chǎng)均勻性、max超調(diào)溫度。

　　（一）、溫度準(zhǔn)確性

　　溫度準(zhǔn)確性是PCR儀重要的性能指標(biāo)，如溫度準(zhǔn)確性低可直接造成非特異性擴(kuò)增，甚至是錯(cuò)誤的擴(kuò)增結(jié)果，造成假陽(yáng)性和假陰性。

　　市場(chǎng)上各家廠商考核基因擴(kuò)增儀（PCR儀）性能的主要指標(biāo)，一般廠家的企業(yè)指標(biāo)為±0.5℃，一些性能較好的產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)的溫度準(zhǔn)確度為±0.3℃。故需對(duì)PCR儀控溫準(zhǔn)確度進(jìn)行測(cè)試。

　　校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)平均溫度的計(jì)算公式為：I—參加檢測(cè)的溫度探頭序號(hào)；n—參加檢測(cè)的溫度探頭的數(shù)量

　　（二）、溫場(chǎng)均勻性

　　由于PCR儀加熱器加熱不均勻，導(dǎo)致PCR儀模塊上各孔存在一定溫差。造成試驗(yàn)結(jié)果偏差。一般PCR儀邊緣點(diǎn)的溫度低于中間區(qū)域，所以均勻性為PCR儀重要的性能指標(biāo)。一般廠家的企業(yè)指標(biāo)規(guī)定均勻性為±0.5℃，一些性能較好的產(chǎn)品可以實(shí)現(xiàn)的溫度均勻度為±0.3℃。

　　校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過(guò)選取孔板中16個(gè)特殊反應(yīng)位置來(lái)測(cè)量溫度，并得出孔板的溫度均勻性。均勻性為各個(gè)探頭在同一時(shí)刻max溫度與min 溫度的差值。均勻度計(jì)算公式為：tmax-tmin

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　　PCR擴(kuò)增產(chǎn)物數(shù)量的多少?zèng)Q定了PCR的效率。為了在短時(shí)間內(nèi)獲得盡可能多的產(chǎn)物，需要儀器在升降溫段具有按照預(yù)設(shè)升降溫速率快速升溫和降溫的能力（max-升溫速率達(dá)15~20℃）。一個(gè)完整的PCR過(guò)程，是由若干個(gè)升溫→恒溫→降溫循環(huán)構(gòu)成的。因?yàn)椤白冃?，“退火"和“延伸"3個(gè)階段是必須要保證的。因此，只有使升降溫的過(guò)程盡可能地迅速，才能縮短每個(gè)PCR循環(huán)以及整個(gè)PCR 過(guò)程所需時(shí)間。一般廠家的企業(yè)指標(biāo)規(guī)定升溫速率為±3℃/sec。

　　儀器校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，升溫速率為溫度從40℃到90℃的時(shí)間；降溫速率為溫度從70℃到35℃的時(shí)間。

　　（四）、max-超調(diào)溫度

　　當(dāng)溫度從一定點(diǎn)溫度調(diào)節(jié)到另一定點(diǎn)溫度,就會(huì)產(chǎn)生溫度的超調(diào)。超調(diào)溫度過(guò)大同樣會(huì)對(duì)試驗(yàn)產(chǎn)生影響，所以校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要計(jì)算max-超調(diào)溫度和平均超調(diào)溫度。

　　三、解決方案

　　根據(jù)基因擴(kuò)增儀(PCR儀)測(cè)溫系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范的要求

　　具體方案 產(chǎn)品可滿足大多數(shù) 24孔，48孔，96孔的PCR儀的計(jì)量校準(zhǔn)需求。系統(tǒng)采用有線、無(wú)線高靈敏度的熱敏電阻探頭，采用精密加工工藝，保證探頭與孔間的充分接觸，溫度驗(yàn)證系統(tǒng)軟件，實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)自動(dòng)化，自動(dòng)保存原始記錄，自動(dòng)生成校準(zhǔn)報(bào)告。校準(zhǔn)過(guò)程中，系統(tǒng)軟件實(shí)時(shí)記錄數(shù)據(jù)，并生成趨勢(shì)圖；系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算校準(zhǔn)結(jié)果所需要的溫度示值誤差、溫度均勻性，升降溫速率等參數(shù)。

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