中古 Applied Biosystems PCR装置 7500FAST

PCR装置は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)で特定のDNA領域を増幅するために、反応液の温度をプログラムどおりに上げ下げする装置で、サーマルサイクラーとも呼ばれる。反応液を入れたチューブを差し込む金属製のサーマルブロックに加熱・冷却素子が組み込まれており、熱変性(一般に94〜98℃)、アニーリング(おおむね50〜65℃、プライマーによる)、伸長(72℃前後)の3段階を25〜40サイクル程度くり返す。耐熱性DNAポリメラーゼが使われるようになってからは、途中で酵素を足さずにブロックの温度変化だけで増幅できる。
温度制御はペルチェ素子(熱電素子)が主流である。直流電流を流すと片面から反対面へ熱が移り、極性を逆にすると熱の向きも逆になるため、1つの素子で加熱と冷却の両方ができ、温度センサーと組み合わせて精密に制御できる。ブロックは0.2 mLチューブ96穴が標準的な形式で、8連・12連チューブや96ウェルプレートが使える。仕様の目安は、昇降温速度が2〜4℃/秒程度、ウェル間の温度均一性が±0.3〜0.5℃程度、設定温度範囲が4〜99℃程度である。昇降温速度(ランプレート)を変えられる機種なら、高速PCRにも従来の条件にも合わせられる。
実務上大切な機能に加熱蓋(ホットリッド)がある。蓋を100〜110℃程度に保ち、反応液が蒸発して蓋の内側で結露し、組成が変わるのを防ぐ。以前は反応液にオイルを重ねていたが、加熱蓋でその手間がなくなった。ブロックに温度勾配をつけて列ごとに違うアニーリング温度を一度に試せるグラジエント機能は、条件検討の回数を大きく減らす。サイクルごとにアニーリング温度を少しずつ下げるタッチダウンPCRに対応した機種や、複数のブロックを別々のプログラムで動かせる機種もある。
リアルタイムPCR装置は、サーマルサイクラーに蛍光検出系(励起光源と検出器)を一体化したもので、増幅の進み具合をサイクルごとに蛍光強度として測る。蛍光試薬は、二本鎖DNAに結合して光るインターカレーターと、蛍光色素とクエンチャーで標識したプローブに大別される。前者は安くて系を組みやすいが特異性はあまり高くない。後者はコストがかかるが特異性が高く、色素を変えて複数のターゲットを同時に検出(マルチプレックス)できる。蛍光が閾値を超えたサイクル数(Ct値)は初期鋳型量の対数と直線関係にあるので、段階希釈した標準試料で検量線を作れば未知試料を定量できる。反応後に電気泳動をしないため結果が早く、増幅産物によるコンタミネーションのリスクも低い。装置を選ぶときは、検出チャネルが使う色素の励起・蛍光波長に合っているか、同時に使う色素どうしでクロストークが起きないかを確かめる。
増幅だけを行う装置は、クローニング用の断片増幅、シーケンス前の処理、遺伝子型判定などに使われ、結果は電気泳動などで確認する。リアルタイムPCR装置は遺伝子発現解析、SNPタイピング、ウイルスや病原菌の検出、遺伝子組換え食品の検査、導入遺伝子のコピー数解析などに使われる。逆転写反応と組み合わせればRNAも対象にできる。中古機を検討するときは、ペルチェ素子の劣化によって温度均一性や昇降温速度が落ちていないかを、温度検証の記録や校正の履歴で確かめておくとよい。