DNA 样本扩增三相 PCR 循环中的温度监测

使用红外热像仪对大量 DNA 样本进行可靠的非接触式温度测量

需要采用非接触式 PCR 温度监测方法进行 DNA 样本扩增

扩增脱氧核糖核酸 (DNA) 样本的研究机构需要一种有效的解决方案，能够快速轻松地测量扩增过程中所有样本的温度，并可靠地检测出温度过高而无法使用的样本。

扩增 DNA 样本是通过聚合酶链式反应 (PCR) 实现的，这是分子生物学研究中必不可少的技术。该过程涉及变性、退火和延伸阶段的三相循环。

DNA 样本在所有这些阶段都暴露在不同温度下，必须精确保持这些温度。如果三相 PCR 循环中的温度没有正确保持，这会严重损害 DNA 扩增的效率和准确性。

样本在热循环仪中加热。这些设备使用集成加热元件和珀尔帖模块，可以连续控制和调整加热过程。

该过程从双链 DNA 在约 94°C 至 96°C 的温度下变性开始，从而将两条链分离。在下一步退火阶段，温度降低到约 50°C 至 65°C，使引物与目标 DNA 的互补序列结合。接下来是延伸阶段，温度约为 72°C，在此期间，DNA 聚合酶（一种耐热酶）催化沿着模板 DNA 链的 DNA 合成。

重要的是，温度测量应该是非接触式的，因为在任何情况下都不能接触 DNA 样本；否则，它们会被污染并且无法使用。

温度测量还应允许在必要时控制和调整加热过程。如果可能，应同时记录和检查多个样本，以保持流程高效并节省成本。

IR Imager allows Fast and Contactless Temperature Monitoring of DNA Samples

红外成像仪可快速、非接触式地监测 DNA 样本的温度

事实证明，PI 450i 是该研究机构的最佳解决方案。这款坚固紧凑的红外成像仪可测量 8 µm 至 14 µm 的光谱范围，安装在 DNA 样本上方。它与 Optris 的 PIX Connect 分析软件配合使用，可同时记录并通过测量场实时检查 90 个样本。PI 450i 红外热像仪体积小巧，可轻松集成到工艺过程中。

测量装置由热像仪和软件组成，可精确监控三相循环期间的温度曲线。客户可以选择记录绝对温度测量值还是相对温度测量值。凭借其良好的光学分辨率（382 x 288 像素）和出色的 40 mK 热灵敏度，可以非常快速轻松地识别过热的样本。

在此应用中，PI 450i 热像仪通过 USB 连接到 PC，从而可以实时监控和控制工艺过程。如果发生临界温度发展，测量将与警报相结合，警报将立即启动以调节加热过程。

当然，这个监控过程也可以进一步自动化，实现自主操作和自动过程控制。

用于生物医学研究的高速高分辨率辐射红外热像仪

PI 系列相机非常适合生物医学研究应用，可提供该专业领域所需的所有基本属性。值得注意的是，这些红外热像仪的辐射测量功能对于精确的温度测量至关重要。它们为每个像素提供精确的温度读数，而消费级或监控级红外相机则仅提供热可视化。这种精度对于监测 DNA 扩增等温度敏感过程至关重要，在这些过程中，精确的温度控制对于保持 DNA 完整性至关重要。辐射测量相机可以检测到细微的温差和异常，从而进行详细的分析、记录和发布。

除了对客户来说很重要的高光学分辨率和热灵敏度外，PI 450i 还具有 80 Hz 的测量速度，这使其能够捕获高质量的热成像实时图像，其中最小的温差都可以检测到，即使在高速应用中也是如此。将 Optris PI 450 集成到生物医学过程控制系统中是使用它的一大优势。红外热像仪可以通过 USB 或 GigE 接口连接到 PC，并提供用于模拟和数字输入和输出的可选过程接口。得益于随附的免许可分析软件和全面的 SDK，研究人员和工程师可以轻松地将 PI 450 集成和定制到其特定应用中。这种灵活性使其能够无缝集成到现有的实验室设备和自动化系统中。