Un amplificador ( ciclador térmico , máquina de PCR ) es un dispositivo que proporciona enfriamiento y calentamiento periódicos de tubos de ensayo, generalmente con una precisión de al menos 0,1 °C. El amplificador se utiliza en biología molecular para amplificar el ADN mediante la reacción en cadena de la polimerasa . Los termocicladores modernos le permiten configurar el número requerido de ciclos y elegir los parámetros óptimos de tiempo y temperatura para cada procedimiento de ciclo.
El amplificador DNA (termociclador) es un termostato programable con posibilidad de repetición cíclica del programa. Las características más importantes del ciclador son la tasa de cambio lineal y la precisión de mantener la temperatura, cuanto más altas sean, mayor será la velocidad y la calidad de la PCR. Los mejores modelos modernos proporcionan velocidad de calentamiento/enfriamiento y precisión de control de temperatura de hasta 8 °C/s y 0,1 °C, respectivamente.
Los elementos principales del amplificador de ADN son el termobloque y los sistemas de termostatización y control.
El bloque térmico se utiliza para fijar los recipientes de reacción y garantizar la transferencia de calor. Los tubos de ensayo de una forma u otra se utilizan generalmente como recipientes de reacción . En la práctica, los tubos de plástico desechables con un volumen de 0,2 ml se utilizan con mayor frecuencia en forma de tubos individuales, tiras de 8 tubos y placas de 96 pocillos . Se utilizan dos tipos de bloques térmicos: sólidos y rotativos. El de estado sólido es un bloque de aleación de alta conductividad térmica con huecos para recipientes de reacción, el rotatorio solo fija las probetas, el control de temperatura es aire. Ambos tipos tienen sus ventajas y desventajas y ocupan su propio nicho de mercado, pero los dispositivos con bloque térmico de estado sólido son más comunes. Los principales requisitos para el termobloque son alta conductividad térmica y uniformidad de temperatura, llegando a 0,1 °C en los mejores modelos.
En los modelos modernos, la tapa del termobloque está equipada con un calentador ("tapa caliente", Hotlid) para evitar la evaporación de la mezcla de reacción. La tapa tiene una sujeción mecánica para mantener los recipientes de reacción en estrecho contacto con el fusor y la tapa caliente, a menudo ajustable para su uso con consumibles de diferentes alturas. Control de presión regulable manual o automatizado electromecánico. Hay dos versiones principales de la cubierta del bloque térmico: un bloque térmico plegable y retráctil (que recuerda a una bandeja de unidad de CD) con una cubierta colocada dentro del dispositivo. Los modelos de cicladores más antiguos sin una "tapa caliente" requieren la aplicación de aceite mineral sobre la mezcla de reacción para evitar la evaporación de la mezcla de reacción.
La termorregulación en los amplificadores modernos se lleva a cabo utilizando elementos Peltier con un radiador y un ventilador, lo que proporciona la mayor tasa de cambio de temperatura y una menor dependencia de la temperatura ambiente, así como confiabilidad y compacidad debido a la simplificación del diseño. El bloque térmico con elementos Peltle y un radiador están ubicados en una sola unidad, el ventilador suele estar separado en el chasis del dispositivo y al mismo tiempo enfría los componentes electrónicos del dispositivo. A menudo es posible cambiar el termobloque por parte del usuario.
Anteriormente, se utilizaron las siguientes soluciones de diseño:
El sistema de control se basa en una microcomputadora incorporada y controla el régimen de temperatura de acuerdo con el programa de amplificación. El régimen de temperatura se controla en función de las lecturas de los sensores de temperatura en el bloque térmico y un modelo matemático que le permite alcanzar con precisión la temperatura establecida, estabilizarla rápidamente y garantizar la uniformidad de la temperatura en todo el bloque térmico. La interfaz de usuario del instrumento consta de una pantalla alfanumérica o gráfica y un teclado. Al iniciar el programa de amplificación, la pantalla muestra el nombre del programa, el paso actual, la temperatura establecida y real de la mezcla de reacción. En el caso de utilizar una pantalla gráfica, se produce una visualización más visual de los pasos del programa en forma de diagrama. Los cicladores modernos de gama alta están equipados con pantallas táctiles a color de alta resolución con interfaces similares a las de los dispositivos móviles y una serie de funciones de servicio. Por lo general, es posible conectarse a una computadora externa para controlar la cicladora desde ella y mantener registros de operación. Los cicladores de nivel de entrada pueden no tener una interfaz de usuario integrada y solo pueden controlarse desde una computadora externa. A menudo también es posible conectar una impresora para imprimir protocolos de trabajo de acuerdo con los requisitos de GLP . Muchos dispositivos modernos tienen la capacidad de usar una unidad USB para expandir la memoria interna e intercambiar programas de amplificación. Se recomienda una fuente de alimentación ininterrumpida para evitar la pérdida de muestras durante un corte de energía .