Termociclador

Para adentrarnos en este tema, lo primero que tenemos que hacer es ponernos en contexto con un poco de historia. ¿Listo? Empecemos, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) es una técnica de laboratorio muy revolucionaria basada en amplificar pequeños fragmentos de ADN para identificar gérmenes que causan enfermedades. Es una técnica bastante utilizada en la investigación de biología molecular en alrededor del mundo. Kary Mullis desarrolló la tecnología de PCR en 1983 mientras se encontraba en la Corporación Cetus.

Al principio, la reacción de PCR fue un proceso muy lento. Los primeros en adoptarla se vieron en la obligación de realizar todos los pasos de forma manual. Muchos de estos pasos requerían mover la muestra de ADN de un lado a otro entre tres grandes concentraciones de agua de diferentes temperaturas. La invención del termociclador ayudó a automatizar todo el proceso de PCR y sin duda, cambió la historia para los investigadores de biología molecular.

¿Qué es un Termociclador?

Los termocicladores son unidades de ciclos de calentamiento que se usan principalmente para la amplificación de muestras de ADN y ARN, mediante una reacción conocida como reacción en cadena de la polimerasa o PCR. Lo sé, suena un poco complicado. Dicho en otras palabras, son instrumentos de laboratorio que calientan y enfrían muestras en ciclos repetitivos para facilitar la ampliación ADN o ARN, lo que permite la desnaturalización y la reconexión de muestras con diversos reactivos. El material genético amplificado se usa en muchas aplicaciones como la clonación, secuenciación, análisis de expresión y genotipado.

Estos aparatos son de uso común en laboratorios, aunque la introducción de mini termocicladores portátiles ha hecho mucho más fácil las realizaciones de PCR en el campo y en las aulas.

¿Para qué sirve un Termociclador?

Actualmente, sus aplicaciones son múltiples, los vemos en la detección de patógenos como retrovirus, virus o bateras, análisis de huellas digitales, caracterización o inserción de mutaciones, etc. Son una parte esencial de la investigación en ciencias de la vida. En biología molecular, son utilizados para la secuenciación del ADN, la clonación, la generación de sondas, el estudio de patrones de expresión génica, la cuantificación del ADN y ARN, la detección de sitios etiquetados en secuencia y muchas cosas más.

¿Qué otras cosas puedo hacer con él? Pues, el control de la temperatura y la capacidad de mantener una temperatura establecida con precisión y con poca variación, también se aplica a otras técnicas en las que este control aumente la consistencia de experimentos. Por ejemplo, se puede usar un termociclador en protocolos donde se necesite un control de temperatura muy estricto, como la hibridación in situ y cualquier actividad enzimática.

Usos de un Termociclador

  • Biología: Queda claro que el uso de termocicladores en la investigación de ciencias biológicas es ¡fundamental! Por los puntos expuestos anteriormente, sabemos que es un aparato imprescindible.
  • Educación: Varias máquinas de PCR y sistemas de PCT en tiempo real, están disponibles para uso educativo. Todos los termocicladores son máquinas estándar totalmente funcionales, usándolas, los estudiantes obtienen una experiencia de investigación real y una mejor comprensión de cómo se utiliza la PCR en pruebas diarias. La enseñanza de la ciencia ayuda a desarrollar el pensamiento crítico, retención de información, interpretación de datos y mantiene a los estudiantes interesados. Los estudiantes pueden aprender cómo se usa la PRC en campos forenses, diagnósticos, conservación de animales y arqueología.
  • Detección de patógenos alimentarios: La velocidad es un tema importante para analizar alimentos en busca de patógenos. Muchos productos alimenticios tiene una duración limitada, por lo que las pruebas tienen que ser bastante rápidas o los alimentos no tendrán una vida útil una vez que se hayan terminado. La automatización de PCR aumenta la velocidad, proporciona mayor rendimiento, reduce la contaminación y reduce el nivel de falsos positivos.

¿Cómo funciona un Termociclador? Funcionamiento y Uso de un Termociclador

Al ser un aparato programable, funciona para mantener los materiales a determinadas temperaturas. Consta de un bloque calefactor, que tiene depresiones u orificios para sostener tubos de muestra o recipientes de muestra. Cuando el aparato está programado para PCR, funciona a temperaturas específicas durante un periodo de tiempo establecido. La programación puede ser efectuada por los usuarios con la ayuda de una consola en el termociclador o una computadora. Algunas veces, el instrumento ya viene con una rutina pre programada incorporada.

Características de un Termociclador

  • Extraordinaria versatilidad, en muchas situaciones distintas, el termociclador PCR es capaz de crear nuevos escenarios y necesidades para su uso.
  • Permite a los usuarios guardar protocolos de uso frecuente. La PCR por lo general, requiere de 20 a 35 ciclos comprendidos en dos o tres pasos de temperatura (desnaturalización, recocido y extensión).
  • Con el paso de los años, los termocicladores se han vuelto cada vez más pequeños y livianos.
  • El bloque de resistencia eléctrica comprende temperaturas homogéneas mediante una placa de tiempos programables con temperaturas comprendidas entre 0°C a 99.9°C.
  • Muchos de ellos incluyen una tapa calentada constantemente a 105°C para evitar que el agua se condense en las tapas de los tubos en donde la reacción se lleva a cabo, y así, evitar también la concentración de los solutos.
  • Pantalla LCD para observar el punto del proceso en el que se encuentran las muestras.
  • Posee una interfaz automática que simplifica su programación.
  • Son instrumentos de larga duración y fácil mantenimiento.

Partes y Piezas de un Termociclador

  • Tapa con placa de calentamiento.
  • Pantalla LCD.
  • Teclas de función variable.
  • Teclas numéricas.
  • Teclas direccionales.
  • Puerto USB.

Tipos de Termocicladores

  • Termociclador Avanzado

    Usado comúnmente en la biología molecular, puesto que permiten efectuar los ciclos de temperaturas que sean necesarios para la amplificación de diferentes cadenas de ADN en la técnica de PCR o para reacciones secuenciales usando el método Sanger.

  • Termociclador en Tiempo Real

    La PCR en tiempo real es un modo del termociclador, donde el almacenamiento de ADN amplificado se detecta y cuantifica mientras que la reacción avanza. Esto se hace integrando una molécula fluorescente que se agrupa con el ADN amplificado, es decir, el incremento de esta fluorescencia es igual al crecimiento de la cantidad de moléculas de ADN amplificadas en la reacción. Es una técnica flexible que permite detecciones cualitativas o cuantitativas del ácido nucleico, en cualquier situación donde sea requerida.

Marcas de Termocicladores

  • Termociclador Biorad

    Marca reconocida a nivel mundial gracias a su amplia gama de productos diseñados especialmente para los mercados de investigación, diagnóstico clínico y ciencias biológicas. Trabajan con la tecnología de efecto Peltier, para un mejor y más exacto control de la temperatura y un gradiente térmico para optimizar fácilmente los ensayos de PCR en una sola ejecución. Estos termocicladores garantizan seguridad alimentaria y calidad ambiental.

  • Termociclador Cleaver Scientific

    Diseñados para aplicaciones en reacciones clínicas térmicas, son aparatos simples y convenientes. Por su edición flexible de programas permite que los investigadores establezcan un programa de amplificación con diferentes condiciones de rampas de temperatura en bucles individuales. Por su reducido y compacto tamaño, son una herramienta muy cómoda de usar y trasladar.

  • Termociclador Lumex

    Sus áreas de aplicación se extienden a servicios clínicos y laboratorio para diagnóstico médico, veterinario y fitopatógeno, servicios de control de calidad, diagnostico de ETS y centros de diagnóstico para virus y baterías. Ofrece análisis de PCR de 45 ciclos en 20 minutos, bajo consumo de muestras y reactivos, análisis cuantitativos y cualitativos simultáneos, minimiza la contaminación, interfaz grafica fácil de usar, generación automática de informes y monitoreo de datos en tiempo real, toda una maravilla.

  • Termociclador Proflex

    Combina confiabilidad y rendimiento. Su configuración y características se adaptan a todas las necesidades de investigación. Su control independiente puede compartirse con otras dos personas o ejecutar tres experimentos a la vez, tiene bloques intercambiables y puede conectarse con aplicaciones móviles.

  • Termociclador Therm Series

    Aporta mucha más velocidad y funciones avanzadas, ofrece un rendimiento superior con una programación única que se acomoda a cualquier situación, posee una interfaz de usuario muy sencilla y además, estos productos vienen con tres años de garantía.

¿Sorprendido? Los termocicladores son instrumentos básicos pero de suma importancia de los que casi todos los laboratorios dependen. Si estás pensando en adquirir uno, te recomiendo cinco criterios para que tengas en cuenta al momento de buscar uno que mejor se adapte a tu laboratorio:

  • Considera el tipo de rendimiento que necesita tu laboratorio, muestras grandes o pequeñas.
  • Piensa en el formato del bloque calefactor, cuantas muestras contiene el bloque y los volúmenes de muestra.
  • Si posee o no gradiente térmico, te será muy útil para encontrar condiciones óptimas de PCR.
  • Ten en cuenta la velocidad a la que el bloque de calentamiento puede cambiar la temperatura, una velocidad rápida por lo general es algo bueno.
  • Si cuenta con tapas de alta tecnología que puedan evitar estragos en las reacciones PCR.

Por último, lo más importante que debes tener presente son las futuras necesidades de tu laboratorio. Toma una decisión basándote en los cambios que puedes imaginar en el rendimiento, el tamaño de la muestra o los tipos de PCR. Dicho esto ¡ya estás preparado para tener tu termociclador!

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