¿Qué tecnología utilizan los termocicladores en tiempo real?

octubre 6, 2022by Kalstein
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Un termociclador en tiempo real es un equipo que permite de forma simultánea regular de forma precisa los ciclos térmicos para que las cadenas de ADN se multipliquen mediante la reacción en cadena de la polimerasa (PCR), a la vez que incorpora una tecnología que permite el seguimiento de la reacción. Para lograr este último propósito, el termociclador viene incorporado con un fluorómetro, el cual está conformado por una fuente de excitación, filtros de absorción, un detector de radiación y la electrónica necesaria para procesar las señales eléctricas y transformarlas en señales digitales apropiada para los equipos informáticos. 

De forma general, la fuente de emisión emite radiación que debe tener la frecuencia característica, para que sea absorbida por una especie química o fluoróforo (que se añade a la PCR) y provoque la excitación de algunos electrones de valencia, que luego se relajan al estado fundamental por mecanismos radiativos (fluorescencia), siendo esta radiación emitida detectada y amplificada. En ese sentido, para comprender esta tecnología presente en los termocicladores en tiempo real, se explicará el funcionamiento de la fuente de excitación, los filtros de absorción y el detector de radiación. No se hará mención de la óptica del fluorómetros, que en general emplea lentes que enfocan los haces de radiación incidente y de emisión. 

La detección de las moléculas: fuente de excitación

El seguimiento de la PCR en tiempo real, requiere la excitación del fluoróforo con radiación uv-visible característica. Para ello se han diseñado fuentes que emiten radiación en forma de líneas como los láseres, fuentes de bandas como los diodos LED y lámparas UV, o fuentes continuas como la lámpara de tungsteno. Las más comunes en los equipos que estamos describiendo son los diodos LED, por las siguientes razones:

  • Son eficientes en la conversión de electricidad en luz
  • Generan poco calor 
  • El tiempo de vida útil es más largo al compararlo con otras fuentes 
  • La intensidad de la luz emitida es alta 
  • Son económicos 

Los diodos LED funcionan bajo el principio de polarización directa de un diodo semiconductor; el flujo de corriente bajo esta condición hace que se genere un espectro de emisión de bandas en la región visible del espectro. Se pueden emplear diodos que emiten radiación en bandas características del espectro, lo cual les otorga un color característico, o los llamados LEDs blancos, que emiten todas las frecuencias de la luz blanca del espectro; estos últimos son los más empleados, ya que se puede seleccionar una franja de las frecuencias emitidas con los filtros apropiados. 

¿Qué son los selectores de longitud de onda, en especial los filtros?

Los filtros de absorción son dispositivos que absorben una zona del espectro electromagnético y trasmiten el resto. En general están conformados por una estructura tipo sándwich, con dos piezas de vidrio que contienen en su interior un absorbente que se adiciona en atención al color que se desea seleccionar: rojo, azul, verde, etc. Los filtros de absorción proveen las siguientes ventajas:

  • Son los selectores de longitud de onda más económicos
  • Son más robustos

Para su aplicación en los fluorómetros, se emplea un filtro para seleccionar la zona del espectro que puede ser absorbida por el fluoróforo, y se emplea un segundo filtro que permite aislar la radiación emitida por el fluoróforo, antes de ser detectada por el detector. De esta manera, los filtros que necesita el equipo tienen en cuenta el tipo de fuente de excitación que se emplee. 

¿Cómo funciona el detector de radiación: los CCD?

Los detectores de carga acoplada, más conocidos como CCD, son dispositivos que convierten la luz en una señal eléctrica y son de amplia aplicación en diferentes sensores ópticos, como las cámaras digitales. En su forma general, el sensor CCD esta conformado por unidades muy pequeñas o píxeles de un material semiconductor, que por incidencia de un fotón produce el salto de un electrón a la banda de conducción, que luego puede ser leído por la descarga del pixel. Los CCD tienen muchas aplicaciones por las siguientes razones:

  • Posibilidad de miniaturizar el detector
  • Detección simultánea de varias longitudes de onda
  • Alta sensibilidad 
  • Bajo nivel de ruido 

La posibilidad de detectar radiación de diferente longitud de onda de forma simultánea, posibilita al equipo para detectar a más de una especie emisora en una reacción química, cuando se acopla con el selector de longitud de onda apropiado. Por diseño, el detector de los fluorómetros se coloca en un ángulo de 90 grados con respecto al fuente de excitación. 

¿Qué ofrece Kalstein en estos equipos?

La empresa, como fabricante líder en instrumentación, pone a disposición de los investigadores, científicos y profesionales en general, que emplean termocicladores en tiempo real, equipos con lo mejor tecnología en este campo de estudio, lo que brinda versatilidad y robustez. Tal es el caso del sistema de PCR en tiempo real YR01869-1 / 2, un equipo con amplias prestaciones. 

Con este equipo se puede hacer seguimiento de la reacción en cada pozo, en dos y cinco canales, debido a la fuente de excitación LED y al detector CCD de alta resolución con el que viene equipado. Adicionalmente es un equipo muy amigable con el usuario, ya que puede acoplar a un computador y con un software muy amigable, intuitivo y fácil de usar. Para conocer más detalles del equipo, puede consultar precios y compra, puede dirigirse al enlace AQUI

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