Termociclador

Um termociclador, amplificador de ADN ou aparelho de PCR é um aparelho de laboratório utilizado principalmente para amplificar segmentos de ADN através da reacção em cadeia da polimerase (PCR).^[1] Os termocicladores também podem ser utilizados em laboratórios para facilitar outras reações sensíveis à temperatura, como a digestão com enzimas de restrição ou diagnósticos rápidos.^[2] O aparelho possui um "bloco térmico" com orifícios onde são colocados os tubos com as misturas de reacção. O ciclador aumenta e diminui a temperatura do bloco térmico em passos discretos pré-programados.

Os primeiros termocicladores foram concebidos para serem utilizados com o fragmento de Klenow da DNA polimerase I no início da PCR. Como esta enzima é destruída a cada etapa de aquecimento do processo de amplificação, deve ser adicionada uma nova quantidade da enzima a cada ciclo. Isto tornou-o uma máquina muito volumosa, baseada num pipetador automatizado, com tubos de reação abertos. Posteriormente, o processo de PCR foi adaptado para utilizar a Taq polimerase, que é a DNA polimerase da bactéria térmica Thermus aquaticus, o que simplificou bastante o design dos termocicladores. Enquanto que em alguns termocicladores mais antigos o bloco é mergulhado num banho de óleo para controlar a temperatura, as máquinas de PCR modernas utilizam frequentemente um elemento Peltier que utiliza o efeito termoelétrico Peltier. Os termocicladores de qualidade contêm frequentemente blocos de prata para obter mudanças rápidas de temperatura e uma temperatura uniforme em todo o bloco. Outros termocicladores possuem múltiplos blocos com elevada capacidade de aquecimento, cada um dos quais mantido a uma temperatura constante, e os tubos de reação são movidos entre eles por um processo automatizado. Foram também criados termocicladores miniaturizados em que a mistura de reação é movida por um canal através de zonas quentes e frias num chip microfluídico. Os termocicladores concebidos para PCR quantitativa possuem sistemas óticos que permitem a monitorização da fluorescência durante a reação do ciclo.

Os termocicladores modernos estão equipados com uma tampa aquecida que aplica pressão nas tampas dos tubos de reação. Isto evita a condensação de água das misturas de reação no interior das tampas dos tubos. Tradicionalmente, era utilizada uma camada de óleo mineral para evitar isto.

Alguns termocicladores estão equipados com múltiplos blocos que permitem a realização simultânea de várias reações de PCR diferentes. Alguns modelos possuem também uma função de "gradiente" para permitir diferentes temperaturas em diferentes partes do bloco. Isto é particularmente útil quando se verificam as temperaturas de anelamento para primers de PCR.

Os termocicladores são tradicionalmente muito caros, custando normalmente milhares de euros. No entanto, os desenvolvimentos recentes em projetos de hardware gratuitos ou de código aberto, dos quais pelo menos um está disponível comercialmente, reduziram significativamente os preços.^[3]

• OpenPCR Projeto de termociclador PCR de código aberto

Referências