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¿Cómo funciona un Termociclador?

Para realizar la prueba in vitro de muestras biológicas específicas de ADN,  el Termociclador, va dirigido hacia el desarrollo e intervención en el descubrimiento de las moléculas básicas para la vida, conjuntamente a las investigaciones relacionadas al ADN, utilizando para ello, el proceso de Reacción en Cadena de la Polimerasa o PCR (por sus siglas en inglés) cuyo principio, se basa en alcanzar niveles de temperaturas determinados durante intervalos de tiempo.

Actualmente, el uso de un Termociclador, tiene hoy en día muchísimas aplicaciones, como: identificar individuos a partir de cantidades mínimas de tejidos o sangre, diagnóstico de enfermedades genéticas, investigaciones sobre la evolución de la vida, etc., además de un alto impacto en todos los campos relacionados con la biología molecular.

Estructura Básica del Termociclador 

Mediante mecanismos termoeléctricos del Termociclador, para la comprensión de las funciones del equipo,  éste se estructura de la siguiente manera: 

  • Bandeja (placa) portamuestras: es el mecanismo en el cual se instalan los tubos de resistencia, donde contienen las muestras de ADN y su función, no sólo es la de soportar los tubos de reacción, sino también la de transportar el calor de forma uniforme, las muestras durante las etapas transitorias de la PCR. 
  • Células Peltier: estas permitirán elevar y bajar la temperatura mediante la aplicación de corriente, basada en la aplicación de los conceptos de termoelectricidad, y consiste en hacer pasar una corriente procedente de una fuente de energía eléctrica continua, a través de un circuito formado por dos conductores distintos, obteniéndose que una de sus uniones absorbe calor y la otra lo cede. 
  • Sistema Disipador-Ventilador: se basa en evacuar el calor por convección forzada, para bajar las temperaturas en el lado caliente, y lograr menores temperaturas en el lado frío, y así se absorberá más calor del lado que se requiere enfriar.
  • Carcasa: es el componente que albergará a los componentes mecánicos mencionados anteriormente. 
  • Tapa: es el elemento que cubrirá la bandeja portamuestras, y por ende, también las muestras. Debe mantener a 105ºC la parte superior de los tubos de reacción, y  evitar los condensados, además ejerce presión sobre los mismos.

Mecanismo de Desarrollo del Termociclador 

Todo proceso para el análisis de PCR, está automatizado mediante el Termociclador, que permite calentar y enfriar el micro tubo que contiene la muestra, registrando la temperatura necesaria, para cada etapa de la reacción. 

Éste regula la temperatura y el tiempo, para completar un ciclo de PCR de manera tal, que la secuencia se repite durante el tiempo que se haya programado, de acuerdo al interés del investigador.

Asimismo, los microtubos, que contienen las muestras usadas para PCR, tienen una pared muy fina, lo que beneficia una buena conductividad térmica, accediendo la eficacia hacia el equilibrio térmico. Cabe destacar, que los equipos deben poseer un sistema que calienta la tapa de cierre, donde se encuentran las muestras, con el fin de evitar la condensación sobre los microtubos de reacción.

Generalmente, incluyen un gradiente de temperatura, que permite mejorar los entornos de temperatura de cada paso de la reacción, para el aumento de un solo patrón, utilizando la tecnología Peltier, para calentar y enfriar un bloque sobre el que se ubican los microtubos donde van las muestras de ADN, siendo este bloque de un material de alta conductividad térmica.

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