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Les dernières nouveautés en matière de thermocyclettes à haut débit

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Les études de PCR en temps réel et au point final peuvent bénéficier de la tendance à l'automatisation des thermocycleurs à haut débit

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Alors que l'impulsion de la poussée contemporaine vers un débit et une automatisation toujours plus importants dans les sciences de la vie a été donnée par les efforts coordonnés de séquençage du génome humain, des stratégies parallèles visant à identifier et à caractériser les modèles d'expression génétique, à la fois en temps réel et au niveau des points finaux expérimentaux, ont stimulé une croissance analogue des technologies axées sur le débit qui continue à progresser rapidement.

À la fin des années 1990, Roche a commencé à proposer son système LightCycler 480 pour potentialiser le cycle thermique, la détection et l'analyse des valeurs de cycle seuil pour l'expression des gènes dans les essais quantitatifs de RCP de la transcriptase inverse (RCPq). La capacité de ces systèmes à fournir des données significatives sur l'expression de la transcription est fondée sur la technologie Therma-Base utilisée dans leur module à base de plaques, qui offre un degré élevé de stabilité et d'homogénéité thermiques sur des plaques à plusieurs puits. Le moteur qui entraîne des changements de température rapides et prévisibles se trouve dans une carte de circuit imprimé utilisant des éléments Peltier, les normes vénérables pour la plupart des thermocycleurs à plaques et à plateforme.

L'effet Peltier se produit lorsque de la chaleur est absorbée ou émise à la jonction entre deux semi-conducteurs dissemblables traversés par un courant. Un élément Peltier est généralement incorporé dans un bloc de métal conducteur, avec un puits à ailettes ventralement adjacent à travers lequel la chaleur peut se dissiper. Le chauffage ou le refroidissement peuvent être activés et contrôlés par la quantité et la direction du courant.

Développements récents dans le domaine des thermocycleurs

Roche a modernisé le LightCycler en augmentant sa capacité de 384 à 1 536 puits de plaques, soit une amélioration de quatre fois le débit par essai. En proportion de cette augmentation, les volumes par réaction ont considérablement diminué, avec un maximum de deux microlitres, contre 10 microlitres pour le format de 384 puits.

Il y a le débit, et puis il y a le débit. Bien que les éléments Peltier puissent fournir des rampes de température prévisibles et rapides, la contrainte constante inhérente à l'activation et à l'inversion de leur potentiel peut les faire se décomposer avec le temps, et la chaleur émise qui doit être évacuée peut étendre l'empreinte fonctionnelle des cycleurs qPCR bien au-delà de leur cubage mesuré. Les plaques peuvent également être déplacées dans des thermocycleurs à plusieurs chambres et à base d'eau qui maintiennent des températures stables dans des bains discrets et éliminent ainsi jusqu'à 40 % du temps associé aux rampes de température des éléments Peltier.

Plusieurs cyclistes à bain d'eau à haut débit sont disponibles, et peuvent déployer des plaques de 96 puits, 384 puits ou 1 536 puits en succession rapide. En outre, ils peuvent accueillir la solution ultime pour la PCR automatisée, Array Tape, qui évite le besoin de plaques et peut être utilisée presque en continu comme une feuille de papier journal sous une presse d'imprimerie en raison de son faible volume et de sa masse thermique. Il s'agit d'appareils terminaux optimisés pour la PCR standard. En tant que telles, elles sont préparées pour prendre en charge les flux de travail pour des analyses à grande échelle telles que la cartographie des interactions génétiques ou les tests KASP pour identifier les polymorphismes de nucléotides uniques rares dans les nouveaux biomarqueurs.

L'Hydrocycler2 de Biosearch Technologies/LGC utilise un jet de circulation pour maintenir des températures d'eau homogènes et éliminer l'effet de bord radiatif qui peut souvent nuire à la cohérence des essais PCR à haut débit. Il peut traiter 145 000 échantillons par jour de travail, et peut être intégré dans des flux de travail automatisés en utilisant des manipulateurs de liquides et des bras robotisés pour faire passer des plaques ou des bandes d'analyse d'un bain à l'autre. L'unité Soellex améliore ce chiffre avec une capacité de 230 400 échantillons, grâce à l'itération de trois bobines de Array Tape contenant 200 x 384 puits par bobine. Pour les laboratoires qui cherchent à automatiser leurs analyses génétiques, il existe des options intéressantes pour les analyses en temps réel et les analyses finales, dans des configurations adaptées à la paillasse.