یکی از تکنولوژی‌های مهم و پرکاربرد در زمینه‌ی بیولوژی مولکولی و ژنتیک، تکنیک Polymerase Chain Reaction یا به اختصار PCR است. این تکنیک به ما اجازه می‌دهد تا یک سری از DNA یا RNA موجود در نمونه‌ها را به صورت سریع و دقیق تکثیر کنیم. از آنجایی که PCR یکی از مهمترین ابزارها برای تقویت و تکثیر DNA است، به کمک مسترمیکس PCR یا PCR Master Mix می‌توان بهبود در کارایی و دقت را در این تکنیک به‌دست آورد. همچنین استفاده از مسترمیکس‌های PCR به علت سادگی فرآیند و کاهش خطای انسانی به‌خصوص برای کاربران تازه‌کار و کاهش زمان تحقیقات اهمیت زیادی دارد. در این مقاله قصد داریم به صورت دقیق به بررسی این سوال که مسترمیکس PCR چیست؟ کاربرد + مزایا آن بپردازیم.

مستر میکس چیست؟

PCR Master Mix یا RT-PCR Master Mix که گاهاً با نام‌های سوپر میکس یا ردی میکس هم شناخته می‌شود، همانطور که از نامش پیداست، یک محلول پیش ترکیب شده از تمامی حلال‌ها و اجزای ضروری مورد نیاز برای اجرای یک آزمایش PCR است. این مخلوط شامل dNTPها (dATP، dGTP، dTTP و dCTP)، آنزیم‌های تاق DNA پلیمراز، MgCl2، استابیلایزرها و افزوده‌کننده‌ها در یک بافر واکنش است.

سیستم PCR کاربردهای گسترده‌ای در آزمایش‌های آزمایشگاهی مولکولی بیولوژی و بیوتکنولوژی مانند کلونینگ (یا سنتز توده‌های خاص DNA)، رشته‌بندی‌ها، ژنوتیپینگ، سنتز اسیدهای نوکلئیک، بیان ژن، تولید کتابخانه‌های NGS و موتاژنز دارد. با استفاده از این مخلوط امکان این وجود دارد که پژوهشگران کنترل‌ها و آزمایش غلظت‌های مختلف تمپلت‌های آنان DNA یا RNA را بدون این که مجبور باشند مقادیر دقیقی از آنزیم‌ها، بافرها، هم‌فاکتورها (معمولاً MgCl2)، آب و dNTPها به طور جداگانه به هر لوله یا چاه پلاک اضافه کنند، تنظیم کنند.

مستر میکس PCR به طور خاص به محققان و دانشمندان کمک می‌کند تا عملکرد آزمایش PCR خود را بهبود بخشند با ارائه طیفی از مزایا، از جمله صرفه جویی در زمان و کاهش فرصت بروز هر گونه خطا/آلودگی چندگانه در آماده‌سازی فرمولاسیون‌های PCR. آنها اغلب در آزمایش‌های روتینی یا با بازده بالا PCR استفاده می‌شوند.

مستر میکس‌های تجاری PCR به صورت مایع و لیوفیل شده موجود هستند. مخلوط شده به صورت مایع باید در دمای بین -20°C تا 4°C نگهداری شود و معمولاً ارزان‌تر از مخلوط‌های لیوفیل یا خشک‌شده هستند.

مستر میکس‌های PCR لیوفیل در دماهای محیطی برای مدت زمان بیشتری نگهداری می‌شوند. علاوه بر این، به راحتی قابل حمل هستند و هنگام اجرای PCR، فقط نیاز به بازسازی محلول در بافر واکنش دارند که با مستر میکس همراه است.

استفاده از این مخلوط کارهای پیپتینگ را کاهش می‌دهد و از آلودگی بیشتری جلوگیری می‌کند. هم‌چنین، برای کاربردهای با حجم بالا، زمان صرفه جویی می‌کند و از اشتباهات احتمالی در مخلوط کردن جلوگیری می‌کند.

حتما بخوانید : ریل تایم پی سی آر(real time pcr) چیست؟

چرا از مسترمیکس‌ها استفاده می‌کنیم؟

استفاده از روش مسترمیکس PCR، به دانشمندان امکان می‌دهد تا قطعات زیادی از DNA را در نمونه‌های کوچک تولید کنند، این فرآیند ابزار اساسی در زمینه زیست‌شناسی است. هرچند واکنش‌های PCR ممکن است حساس و پیش‌بینی‌ناپذیر باشند، اما استفاده از مستر میکس PCR می‌تواند کمک از این مشکلات جلوگیری شود و به موفقیت آزمایش PCR کمک کرد.

از مزایای استفاده از این مواد شیمیایی آزمایشگاهی این است که مستر میکس PCR حاوی تگ پلیمراز DNA، dNTPها، و MgCl2، همچنین تقویت کننده‌ها و استحکام‌دهنده‌ها در یک بافر است که برای تقویت DNA توسط PCR بهینه شده است.

همچنین، حتی در محیط‌های آزمایش با حجم بالا، مستر میکس‌های PCR اطمینان از نتایج مطلوب را فراهم می‌کنند و به دلیل کمتر شدن مراحل پیپت‌زنی، آلودگی کمتری ایجاد می‌شود. از این رو با یک مستر میکس PCR، می‌توانید آماده‌سازی سریع‌تری را با کمترین میزان پیپت انجام دهید. این میکس می‌تواند بین پیپت‌ها تقسیم شود تا در زمان صرفه‌جویی شود و خطای آزمایشی، آلودگی و تغییرپذیری بین لوله‌ها کاهش یابد. در صورتی که تمایل به خرید مستر میکس های PCR و دیگر ملزومات آزمایشگاهی مثل کیت آزمایشگاهی هستنید، می‌توانید با شرکت آرین پژوه در ارتباط باشید.

انواع مستر میکس ها

مسترمیکس PCR در طیف گسترده‌ای از انواع متنوع و با سازگاری با سیستم‌های مختلف PCR ارائه می‌شود. این شامل PCR استاندارد، RT-PCR و RT-qPCR است.

مسترمیکس تجاری تنظیم‌شده بهترین نتایج را با سایز یا نوع مناسب تمپلیت DNA به ما ارائه می‌دهد. به‌عنوان مثال، برخی از تولیدکنندگان PCR استاندارد، مسترمیکس‌هایی را ارائه می‌دهند که برای افزایش آمپلیفیکاسیون آمپلیکون‌های DNA با اندازه‌های 0.2-2 کیلوبیس مناسب هستند. در زیر، برخی از انواع مسترمیکس PCR تجاری و ویژگی‌های آن‌ها آمده است.

1. PCR با وفاداری بالا (High-Fidelity PCR)

یک ترکیب از سیستم PCR با وفاداری بالا و MgCl2 درجه PCR، dNTP ها و یک بافر واکنش به‌صورت موضعی ترکیب شده است که محصولی دو برابر ترکیب شده را ارائه می‌دهد و آماده برای استفاده است. این مسترمیکس‌ها شامل پلیمراز DNA KOD Hot Start با دئوکسی نوکلئوتید های فراارجی، آنتی‌بادی‌های مونوکلونال و بافر واکنش با MgSO4 می‌شوند.

2. مسترمیکس PCR معمولی (Routine type PCR master mix)

این نوع مسترمیکس برای افزایش یک قطعه DNA به طول حدود 5 کیلوبیس با 40-60٪ محتوای GC مناسب است. این مسترمیکس دو زیرمجموعه را شامل می‌شود:

• Hot start Taq: که فقط در دمای شرایط چرخه‌های عادی عمل می‌کند و برای جلوگیری از تشکیل محصول PCR ناخواسته در دمای پایین استفاده می‌شود.
• High-Fidelity Taq: که حاوی برخی از آنزیم‌های تخصصی است که می‌توانند آمپلیفیکون‌های با اندازه تا 20 کیلوبیس را تقویت کنند.

3. مسترمیکس PCR به‌صورت qPCR واقعی (Real-time qPCR master mix)

این نوع مسترمیکس برای آزمایش‌های PCR در زمان واقعی طراحی شده‌اند. این مسترمیکس‌ها از پیش دارای رنگ اضافی همچون SYBR Green یا هر پروب فلوروفور-لیبل دیگر هستند. همچنین، برخی از دستگاه آزمایشگاهی PCR نیازمند رنگ مرجع ساکن مانند ROX هستند تا PCR در زمان واقعی را انجام دهند. بنابراین، قبل از خرید مسترمیکس، ضروری است که نیازمندی‌های سیستم خود را درک کنید.

مواد تشکیل دهنده مستر میکس pcr

PCR یکی از روش‌های مهم و پرکاربرد در بیوتکنولوژی و ژنتیک مولکولی است. یکی از عوامل اساسی موفقیت در انجام این روش، استفاده از مواد PCR MASTER MIX است. این مخلوط شامل اجزاء مختلفی است که عبارتند از:

• آنزیم
• بافر(ها)
• زوايد – کلرید منیزیم (MgCl2)، که رايج‌ترين آن است. گاهی از MgSO4 با آنزیم‌های خاص استفاده می‌شود.
• dNTP
• پرایمرها
• DNA الگو (در صورتی که تمام نمونه‌ها یکسان باشند)
• آب آزاد از نوکلئاز یا PCR-grade

حتما بخوانید : مواد شیمیایی چیست؟طبقه بندی+ انواع و کاربرد

کاربرد و مزایای استفاده از مستر میکس PCR

استفاده از مستر میکس PCR یکی از روش‌های مهم در آزمایشگاه‌های ژنتیک و بیولوژی مولکولی است. این روش به عنوان یک ابزار قدرتمند برای تقویت یا کپی کردن مقادیر مشخصی از DNA، بسیار مفید است. مستر میکس‌ها دارای مزایای و کاربردهای زیادی هستند که در ادامه به آنها می‌پردازیم:

کاربرد

برخی از کاربردهای رایج مستر میکس PCR شامل موارد زیر می‌شود:

• PCR با حجم بالا
• PCR روتین
• برچسب‌گذاری DNA
• تجزیه و تحلیل میکروآرایه
• انگشت‌آبی‌های DNA براساس PCR (RAPD، STR و VNTR)
• PCR با اختصاص بالا
• PCR کلونی
• PCR چندگانه (Multiplex PCR)
• کاهش دیمرهای پرایمر (Reduction of primer dimers)

آزمایشگاه‌ها در فازهای تحقیقات ابتدایی ممکن است تنوع در الگوهای DNA یا RNA داشته باشند و در عین حال از مزایای سایر اجزای پیش‌تر آماده‌شده بهره ببرند. همچنین می توانند در آزمایش های سیتوژنتیک کمک کننده باشد.

مزایا

مستر میکس PCR به دلیل سرعت، حساسیت، اختصاصیت و بهره‌وری بالاترش، حتی در شرایط دشوار به یک ابزار بی‌نظیر برای تحقیقات و برنامه‌های PCR تبدیل شده است. از جمله مزایا و اهمیت استفاده از مستر میکس PCR شامل:

تهیه محلول پیش‌ترکیب

با در نظر گرفتن رویکرد اندازه‌گیری و افزودن مواد به صورت جداگانه، مستر میکس PCR محلول پیش‌ترکیبی را با تمامی اجزای لازم و غلظت بهینه برای انجام واکنش‌های PCR فراهم می‌کند.

کاهش زمان آماده‌سازی

مستر میکس PCR زمان آماده‌سازی واکنش‌های تقویت PCR را به شدت کاهش می‌دهد.

یگانگی و همسانی

این محصول میزان حداکثر همسانی را در فرمولاسیون PCR با حجم بالا ارائه می‌دهد.

کاهش آلودگی

استفاده از مستر میکس PCR تعداد مراحل پیپت‌زنی را کاهش داده و بدین ترتیب احتمال آلودگی را کاهش می‌دهد.

کاهش خطای آزمایش

با اضافه شدن تمامی اجزای PCR در مستر میکس PCR، احتمال خطاهایی که به علت عدم وجود یک جزء در هنگام آماده‌سازی فرمولاسیون PCR ایجاد می‌شوند، به حداقل می‌رسد.

از آنجایی که این ابزار در بسیاری از صنایع و تحقیقات بیولوژیکال کاربرد دارد، مستر میکس PCR به عنوان یکی از پایه‌های مهم در مطالعات ژنتیکی و بیوتکنولوژی شناخته شده است. کیت اندوسیف نیز از دیگر تجهیزاتی است که می توانید از شرکت ارین پژوه تهیه کنید.

نکات مهم در انتخاب مسترمیکس PCR

تا اینجا با مسترمیکس PCR و مزایای استفاده از آن آشنا شدید. اما حالا به ۳ موضوع اساسی که می‌تواند در انتخاب مسترمیکس مناسب اثرگذار باشد را بررسی می‌کنیم. ممکن است از تکنیک PCR برای کاربردهای گوناگونی مانند شبیه‌سازی، ژنوتیپ یا کمی‌سازی بیان ژن استفاده شود. اما مسترمیکس می‌تواند همیشه یکی از اجزای اساسی آزمایش شما باشد.

۱- شناخت مواد اساسی آزمایش خود

برای انتخاب یک مسترمیکس مناسب، آشنایی و تفهیم از مولفه‌های اصلی آزمایش PCR امر ضروری است. یک مسترمیکس PCR باید شامل همهٔ اجزای واکنش PCR شما باشد که عبارتند از:

1. DNA پلیمراز (بهتر است پایدار در برابر حرارت باشد)
2. منیزیم کلرید
3. dNTP
4. یک بافر مناسب PCR (به‌طور معمول حاوی مواد افزودنی خاص/تقویت‌کننده است)

این یعنی برای انجام آزمایش، تنها کافی است الگو، پرایمر، پروب (در صورت نیاز) و حجم کافی آب را به ترکیب آماده خود اضافه کنید.

۲- استفاده از مسترمیکس متناسب با آزمایش خود

همان‌طور که پیش‌تر نیز گفته شد، انواع گوناگونی از مسترمیکس وجود دارد که هر کدام برای نوع خاصی از آزمایش PCR مناسب هستند. شناخت تفاوت‌های واکنش‌گرهای اصلی مسترمیکس در برخی موارد می‌تواند بر موفقیت آزمایش شما تأثیر گذار باشد. بنابراین، در ابتدا نوع تکنیک PCR خود را شناسایی کنید و سپس مسترمیکس مناسب برای آن را انتخاب کنید.

۳- تخمین اینکه چه مقدار مسترمیکس برای آزمایش خود لازم دارید

قبل از خرید مسترمیکس، حجم مورد نیاز برای آزمایشات خود را ارزیابی کنید. این کار به شما کمک می‌کند تا هزینه های آزمایشگاه خود را کاهش دهید و مسترمیکس را با بهترین قیمت تهیه کنید.

همچنین آگاهی از رفرنس استاندارد دارویی و شرایط مناسب نگهداری مسترمیکس نیز بسیار حائز اهمیت است که باید آن را نادیده نگیرید. با دانستن این موضوع می‌توانید در زمانی مناسب، استفادهٔ بهینه‌تری از مسترمیکس خود داشته باشید.

نتیجه گیری

مسترمیکس PCR که یک ابزار ضروری برای تکنیک PCR است که شامل تمامی مواد مورد نیاز برای انجام واکنش PCR می‌شود، این شامل DNA پلیمراز، بافر توسعه دهنده، نوکلئوتیدهای تک‌زنجیره‌ای و همچنین موادی از قبیل DTT و Tween 20 است. مسترمیکس‌ها می‌توانند با افزودن آب و DNA آماده به کار شوند و برای افزایش دقت و سرعت انجام واکنش PCR بسیار مفید می‌باشند. همچنین، استفاده از مسترمیکس‌ها باعث کاهش خطر آلودگی محیطی و افزایش تکرارپذیری نتایج می‌شود.

شرکت آرین پژوه یکی از تأمین کنندگان لوازم و ملزومات آزمایشگاهی است که می‌تواند نیازهای شما را در زمینه مسترمیکس PCR و سایر محصولات آزمایشگاهی مانند کیت اندوتوکسین و… برآورده سازد. این شرکت با ارائه محصولات با کیفیت و خدمات مناسب، می‌تواند به بهبود کیفیت کارهای آزمایشگاهی شما کمک کند.