ما هو الفرق بين آلة PCR وآلة PCR في الوقت الحقيقي؟

لقد أحدث تفاعل سلسلة البلمرة (PCR) ثورة في علم الأحياء الجزيئي من خلال السماح بتضخيم الحمض النووي من كمية صغيرة جدًا من مادة القالب. هذه التقنية محورية لمجموعة واسعة من التطبيقات ، بما في ذلك التشخيص والطب الشرعي والبحوث الوراثية. ومع ذلك ، فإن آلات PCR وآلات PCR في الوقت الفعلي (المعروفة أيضًا باسم آلات PCR أو QPCR الكمية) لها بعض الاختلافات الرئيسية ، لا سيما في كيفية معالجة وقياس تضخيم الحمض النووي. سوف تستكشف هذه المقالة هذه الاختلافات وكيف أصبحت آلات PCR في الوقت الحقيقي لا غنى عنها في الأبحاث والتشخيص الحديثة.

ما هي آلة PCR؟

آلة PCR هي أداة مختبر تستخدم لأداء تفاعل سلسلة البلمرة (PCR) ، والتي تضخّم تسلسل الحمض النووي المحدد. تتضمن تقنية PCR القياسية ثلاث خطوات أساسية: تمويل ، الصلب ، والتمديد ، والتي تتكرر على دورات متعددة. الغرض من PCR هو إنشاء كميات كبيرة من قطاع الحمض النووي المحدد لمزيد من التحليل.

كيف تعمل آلات PCR

تكون آلة PCR النموذجية ، أو cycler الحرارية ، مسؤولة عن تنظيم درجة الحرارة أثناء عملية PCR. يسخن الماكينة وتبرد العينات للسماح بتخطيط الحمض النووي (فصل الخيوط المزدوجة) ، والصلصة التمهيدية (ربط الاشعال بالحمض النووي المنفرد) ، وتوليف الحمض النووي (استطالة خيوط الحمض النووي الجديدة بواسطة بوليميريز الحمض النووي). يتم ضبط عدد دورات التضخيم اعتمادًا على كمية الحمض النووي المراد تضخيمها.

الميزة الرئيسية لـ PCR التقليدية هي بساطتها. بعد التضخيم ، عادة ما يتم تحليل منتجات PCR من خلال تقنيات مثل agarose هلام الكهربائي ، حيث يتم تصور الحمض النووي المتضخم على أنها نطاقات. توفر هذه الطريقة نتائج نوعية - تخبرك بشكل أساسي بما إذا كان الحمض النووي المستهدف موجودًا أم لا ، ولكن ليس مقدار ما هو موجود.

ما هي آلة PCR في الوقت الفعلي؟

يعد جهاز PCR في الوقت الفعلي ، أو جهاز PCR (QPCR) الكمي ، إصدارًا متقدمًا من جهاز PCR القياسي. يكمن التمييز الأساسي لـ PCR في الوقت الفعلي في قدرته على مراقبة تضخيم الحمض النووي عند حدوثه ، مما يوفر بيانات كمية عن كمية الحمض النووي الموجود في عينة. يتم استخدام PCR في الوقت الفعلي لتحديد كمية تسلسل الحمض النووي المستهدف وهو مفيد بشكل خاص للتطبيقات مثل تحليل التعبير الجيني ، واكتشاف الممرض ، والقياس الكمي للأحماض النووية.

كيف تعمل آلات PCR في الوقت الحقيقي

تعمل آلات PCR في الوقت الفعلي بشكل مشابه لآلات PCR القياسية ، ولكن مع إضافة أنظمة الكشف عن مضان. خلال كل دورة تضخيم ، يكتشف النظام مضانًا ينبعث من الأصباغ المرتبطة بالحمض النووي أو تحقيقات محددة مصممة لربط الحمض النووي المضخم. يزداد هذا التألق بما يتناسب مع كمية الحمض النووي الذي يتم تضخيمه ، مما يسمح للجهاز بتتبع عملية التضخيم في الوقت الفعلي. ثم يتم استخدام البيانات من هذه القياسات لحساب مقدار الحمض النووي المستهدف الموجود في كل دورة ، مما يوفر نتائج كمية في الوقت الحقيقي.

الاختلافات الرئيسية بين PCR وآلات PCR في الوقت الحقيقي

في حين يتم استخدام كل من أجهزة PCR و PCR في الوقت الفعلي لتضخيم الحمض النووي ، هناك العديد من الاختلافات الحرجة بين الاثنين:

1. مراقبة تضخيم الحمض النووي

الفرق الأساسي بين جهاز PCR القياسي وآلة PCR في الوقت الفعلي هو كيفية مراقبة تضخيم الحمض النووي:

● آلات PCR: لا تراقب آلات PCR التقليدية عملية التضخيم. يتم تشغيل التفاعل من خلال عدد محدد من الدورات ، ويتم تحليل الحمض النووي المتضخم بعد اكتمال العملية ، عادة من خلال الكهربائي الهلام أو غيرها من تقنيات ما بعد PCR.

● آلات PCR في الوقت الحقيقي: تقوم آلات PCR في الوقت الحقيقي بمراقبة تضخيم الحمض النووي عند حدوثها ، باستخدام اكتشاف مضان لقياس الزيادة في الحمض النووي خلال كل دورة. يتيح ذلك للباحثين تتبع عملية التضخيم وتحديد كمية الحمض النووي المستهدف في الوقت الفعلي.

2. القياس الكمي للحمض النووي

هناك اختلاف مهم آخر في القدرة على قياس الحمض النووي:

● آلات PCR: توفر آلات PCR نتائج نوعية ، وتخبرك ما إذا كان تسلسل الحمض النووي المستهدف موجودًا أو غائبًا في العينة. الكمي غير ممكن مع PCR التقليدية لأنه لا يقيس مقدار تضخيم الحمض النووي أثناء العملية.

● آلات PCR في الوقت الفعلي: تسمح آلات PCR في الوقت الحقيقي بالقياس الكمي. من خلال تحليل التألق المنبعث خلال كل دورة تضخيم ، يوفر PCR في الوقت الحقيقي تقديرًا دقيقًا للحمض النووي الموجود في العينة. هذا يجعلها مثالية للتطبيقات مثل تحليل التعبير الجيني ، والقياس الكمي للحمل الممرض ، وقياس اختلافات رقم نسخة الحمض النووي.

3. استخدام أصباغ الفلورسنت أو تحقيقات

القدرة على استخدام أصباغ الفلورسنت أو تحقيقات لمراقبة التضخيم فريدة من نوعها في الوقت الحقيقي PCR:

● آلات PCR: في PCR التقليدية ، تتم مراقبة تضخيم الحمض النووي بعد الدورة من خلال طرق مثل الكهربائي الهلام. لا توجد أصباغ فلورسنت أو تحقيقات متورطة في عملية الكشف.

● آلات PCR في الوقت الفعلي: تستخدم آلات PCR في الوقت الفعلي أصباغ الفلورسنت أو تحقيقات ترتبط بالحمض النووي المضخم. مع تضخم الحمض النووي ، يزداد مضان بشكل متناسب ، ويتم جمع هذه البيانات وتحليلها بواسطة الجهاز لتحديد كمية الحمض النووي الموجود.

4. التطبيقات والحساسية

يعتمد نوع جهاز PCR الذي تختاره أيضًا على التطبيق والحساسية المطلوبة:

● آلات PCR: تستخدم آلات PCR في المقام الأول للتطبيقات حيث تكون النتائج النوعية كافية ، مثل الاستنساخ ، وتسلسل الحمض النووي ، وأنواع معينة من الكشف عن الممرض. يتم استخدامها عادة عندما يحتاج الباحثون إلى تأكيد وجود أو عدم وجود تسلسل الحمض النووي معين.

● آلات PCR في الوقت الفعلي: يتم استخدام أجهزة PCR في الوقت الفعلي عندما تكون كل من النتائج النوعية والكمية مطلوبة. فهي مثالية لدراسات التعبير الجيني ، واكتشاف مستويات منخفضة من مسببات الأمراض ، ومراقبة تقدم تفاعلات PCR. تجعل القدرة على قياس الحمض النووي في الوقت الفعلي PCR ضرورية للتطبيقات عالية الدقة مثل التنميط التعبير الجيني ، وقياسات الحمل الفيروسي ، وتحليل رقم نسخة الجينات.

5. تحليل البيانات والنتائج

تختلف طريقة تحليل النتائج أيضًا بين PCR و PCR في الوقت الفعلي:

● آلات PCR: يتم تحليل نتائج PCR عادة بعد عملية التضخيم باستخدام طرق مثل كهربائي هلام. هذه الطريقة ليست كمية ، لأنها تكتشف ببساطة ما إذا كان النطاق (يشير إلى الحمض النووي المستهدف) موجودًا أم لا.

● آلات PCR في الوقت الحقيقي: توفر آلات PCR في الوقت الحقيقي بيانات كمية فورية. مع تقدم التضخيم ، يحسب الماكينة كمية الحمض النووي الموجود في العينة بناءً على مضان المنبعث خلال كل دورة. عادة ما يتم تمثيل النتائج كمنحنى مضان ، والذي يستخدم بعد ذلك لحساب تركيز الحمض النووي الأولي.

تطبيقات PCR وآلات PCR في الوقت الحقيقي

تحتوي كل من أجهزة PCR وآلات PCR في الوقت الفعلي على مجموعة واسعة من التطبيقات ، ولكن يتم استخدامها في سياقات مختلفة قليلاً:

● آلات PCR: تستخدم للتطبيقات مثل استنساخ الحمض النووي ، والتسلسل ، والاكتشاف الممرض الأولي حيث لا يلزم القياس الكمي. كما أنه يستخدم للكشف عن وجود تسلسلات الحمض النووي محددة.

● آلات PCR في الوقت الحقيقي: تستخدم لدراسات التعبير الجيني ، ومراقبة الممرض في الوقت الحقيقي ، والقياس الكمي للحمض النووي و RNA ، وقياسات الحمل الفيروسي ، والتطبيقات الكمية الأخرى. يعد PCR في الوقت الفعلي ضروريًا أيضًا للتطبيقات مثل PCR الكمية (QPCR) ، و PCR النسخ العكسي (RT-PCR) ، و PCR الرقمية (DPCR).

خاتمة

باختصار ، في حين يتم استخدام كل من أجهزة PCR و PCR في الوقت الفعلي لتضخيم الحمض النووي ، فإن الفرق الرئيسي يكمن في قدرتها على قياس كمية الحمض النووي في عينة. توفر آلات PCR نتائج نوعية ، في حين توفر آلات PCR في الوقت الحقيقي بيانات كمية في الوقت الفعلي يمكن استخدامها لمجموعة واسعة من التطبيقات في البيولوجيا الجزيئية والتشخيصات والبحث السريري. أحدث ظهور PCR في الوقت الفعلي قد أحدث ثورة في الطريقة التي يحلل بها العلماء والباحثون التعبير الجيني ، واكتشاف الممرض ، وتقدير الحمض النووي ، مما يجعله أداة لا تقدر بثمن في البحث الحديث.

اتصل بنا لمزيد من المعلومات حول PCR وآلات PCR في الوقت الفعلي

إذا كنت تتطلع إلى تعزيز قدرات بحث المختبر الخاصة بك من خلال أجهزة PCR عالية الجودة أو أجهزة PCR في الوقت الفعلي ، فنحن هنا للمساعدة. تم تصميم أنظمةنا الحديثة لتلبية متطلبات كل من التطبيقات الأساسية والمتقدمة ، مما يضمن حصولك على نتائج دقيقة وموثوقة في كل مرة. اتصل بنا اليوم لمعرفة المزيد حول كيفية دعم PCR وآلات PCR في الوقت الفعلي من دعم احتياجات البحث الخاصة بك ومساعدتك على تحقيق أهدافك.