Генетические анализаторы предназначены для того, чтобы расшифровывать последовательность ДНК практически любого организма.
Анализаторы ДНК работают по принципу, когда происходит электрофоретическое разделение специальных помеченных продуктов, которые были специально терминированы определенными реакциями секвенирования, а также их непосредственная детекция в настоящем времени, которая была произведена при помощи специального оборудования. Для мечения цепей ДНК, которые снова будут синтезироваться, пользуются молекулами, которые имеют флуоресцирующих соединений.
Есть несколько разных схем, по которым проводятся терминирующие реакции с дальнейшим разделением их продуктов. Сейчас самой распространенной схемой считается капиллярный гель-электрофорез. К достоинствам этого варианта использования относится большая чувствительность и достаточно высокая скорость, с которой происходит разделения, которые производятся из-за небольшого внутреннего диаметра данного капилляра.
В современных анализаторах возможно выполнение анализа шестнадцати различных образцов ДНК в одно время. Капилляры имеют внутренние покрытие, длина которого может составлять 50, 80, 36 сантиметров и т.п. Обычно в современных секвенаторах используется многолучевой аргонно-ионный лазер. Мощность у них примерно два киловатта, но есть и с большей мощностью.
Применяют анализаторы в различных областях. В первую очередь это молекулярная биология, нанотехнологии и нанобиотехнологии.
Система использования автоматического анализатора.
Если анализатор автоматизировано, то использование его достаточно простое, то есть особых навыков не требуется.
Сначала необходимо заполнить капилляр полимером, далее производится электрокинетическая инъекция взятого образца. После этого происходит управление пробором и сбор, а также обработка данных, которые в итоге были получены.
Анализатор ДНК способен приступать к работе без оператора, то есть в автоматическом режиме на протяжении двадцати четырех часов. Все вышеописанные пункты работы находятся под полным управлением системы компьютера. Нет надобности, промывать пластины или полемиризовать гель. У автоматических анализаторов наименьшее количество допускаемых ошибок, а воспроизводительность результатов анализа обеспечена. Автозагрузчик образцов ДНК может быть на различное количество образцов. Максимальное количество загружаемых образцов — девяносто шесть. Автозагрузчик в определенной последовательности вводит образцы в специальный капилляр.
Самый популярный бренд анализаторов.
В наше время наиболее популярным брендом, который производит анализаторы ДНК, является Applied Biosystems/LifeTechnologies. Все модели данной марки имеют огромный спектр возможностей. Они могут безошибочно определять структуру ДНК и производить анализ по фрагментам; имеют возможность проводить анализ полиморфизма длины фрагментов, которые являются амлифицированными; есть возможность для проведения различных исследований, касающихся однонуклеотидных полиморфизмов, а также ряд других анализов и исследований.
Самый маленький анализатор.
Сравнительно не так давно в Великобритании был создан маленький анализатор ДНК с автоматическим управлением. Цена на
такое чудо достаточно умеренная. Этот определитель является одноразовым, он немного больше чем флешка. Его необходимо подключать через порт к ноутбуку или компьютеру. Анализатор считывает данные ДНК, а результаты выводит на экран, при этом записывая их в память компьютера.
Таким образом, исследователи имеют возможность сразу понять какой объем информации им необходим для определенного опыта, или какой фрагмент кода. При этом они сразу прекращают расшифровку для того, чтобы иметь возможность перейти к другому эксперименту.
Данный мини-анализатор – это побочный эффект, который появился, когда создавали более мощный многоразовый анализатор.
Основу механизма составляет специальная мембрана из полимера с нанопорами, которые были встроены туда.
В течение суток один такой анализатор может обработать несколько десятков гигабайт данных.
Такой анализатор, который сделан в виде флешки стоит примерно девятьсот долларов США.
Переносной анализатор.
Еще одним изобретением является переносная цепочка ДНК. Он преимущественно используется в криминалистике, так как способен выдать необходимую информацию в течение двадцати пяти минут. Абсолютно весь процесс анализа происходит в одном маленьком чипе на одном портативном приборе.
Анализ производится в четыре стадии. Сначала в течение пяти минут из ядер клеток выделяется код ДНК. Далее происходит полимеразная цепная реакция, в это время за пятнадцать минут производится амплификация ДНК-фрагментов. После этого создается профиль ДНК, по которому происходит сравнение результата с базой данных.
В простой лаборатории на этот процесс может уйти очень большое количество времени, которое часто достигает до двадцати четырех часов. Предыдущие модели, созданные компанией, могли сделать анализ в течение часа, но даже такие анализаторы были достаточно крупных размеров.
Фирма NEC создала небывалое изобретение, которое позволило облегчить работу правоохранительных органов. Весь процесс анализа происходит в небольшой микросхеме. Чип одноразовый, поэтому опечатка ДНК абсолютно исключена.
Данный прибор имеет достаточно маленькие размеры – примерно. Как небольшой принтер, но при этом производительность крайне компактна.
В капсуле находится специальный набор необходимых реагентов, что позволяет проводить исследования без использования пипетки. То устройство ввода данных, которое было установлено на прибор, дает возможность даже неспециалисту проводить анализ. После того, как анализ был сделан, чип осторожно извлекается из устройства. На чипе есть место для отходов, что избавляет операторов от работы по очистке оборудования.
Из-за того, что применяется технология печати для чипов, существенно снижается стоимость проведения анализов ДНК.