サーモサイクラー: 単なる PCR 装置以上のもの

サーモサイクラー: 単なる PCR 装置以上のもの

ノーベル賞受賞者のケーリー・マリスが 1983 年にポリメラーゼ連鎖反応を開発して以来、多くの科学者がこの面倒なプロセスの自動化を望んでいました。わずか数年後、最初の商用サーモサイクラーがその自動化を実現しました。通常、サンプル内の核酸を増幅する PCR 装置として知られていますが、サーモサイクラーの制御された加熱と冷却は、DNA 配列決定、クローニング、遺伝子発現研究など、他の多くの用途にも使用できます。特定のラボに最適な機器を選択するには、デバイスの詳細とさまざまなアプリケーションを確認することが役立ちます。

まず、サーモサイクラーの動作を見てみましょう。BIOBASE の製品スーパーバイザーである Mark Wang 氏は、「サンプルを一定期間熱サイクルするように」設計されていると述べています。「ユーザーは、一定時間ごとにいくつかのインキュベーション温度の間で変化するように機器をプログラムし、その後、一定のサイクルで温度変更を何度も繰り返すことができます。」温度とタイミングは科学者の望みどおりに複雑にすることができます。

科学者が新しい方法を開発するにつれて、サーモサイクラーはさらに多くのワークフローに登場します。たとえば、サーモサイクラーは CRISPR-Cas 9 遺伝子編集技術に使用できます。Mark Wang 氏はまた、サーモサイクラーは「一部の酵素速度論的反応など、正確なインキュベーション温度を維持する必要がある反応を実行するために使用できる」とも指摘しています。

科学と世界の健康における新たな課題も、科学者によるサーモサイクラーの使用拡大を促しています。さらに、新しい科学的手法とより高度なサーモサイクラーを組み合わせることで、これらのデバイスを利用する新しい方法が提供されます。

精度の進化

最初の商用サーモサイクラーが誕生してから 33 年が経過しており、これは決して新しい技術ではありませんが、進歩によりこれらのデバイスは依然として改善されています。「最初の大きな改善は、培養温度の変更方法でした」とマーク・ワン氏は語ります。初期の機器には、異なる温度のいくつかのセクションが含まれていました。サンプルをあるセクションから別のセクションに移動すると、その温度が循環します。ワン氏によると、1980 年代にコンプレッサーと発熱体を使用して「同じ場所でサンプルを加熱および冷却」できるサーモサイクラーが作成されました。その後、「サンプルインキュベーション用のコンプレッサーと発熱体がペルチェ熱電素子に置き換えられ、装置のサイズと消費電力が削減されました。」と彼は言います。今日のサーモサイクラーはペルチェ方式を引き続き使用しています。