Un thermocycleur en temps réel est un équipement qui permet de régler simultanément et précisément les cycles thermiques pour multiplier les chaînes d'ADN par réaction en chaîne par polymérase (PCR), tout en intégrant une technologie permettant le suivi de la réaction. Pour atteindre ce dernier objectif, le thermocycleur est équipé d'un fluoromètre, constitué d'une source d'excitation, de filtres d'absorption, d'un détecteur de rayonnement et de l'électronique nécessaire pour traiter les signaux électriques et les transformer en signaux numériques appropriés pour les équipements informatiques.D'une manière générale, la source d'émission émet un rayonnement qui doit avoir la fréquence caractéristique, pour qu'il soit absorbé par une espèce chimique ou fluorophore (qui s'ajoute à la PCR) et provoque l'excitation de certains électrons de valence, qui se détendent ensuite à l'état fondamental par des mécanismes radiatifs (fluorescence), ce rayonnement émis étant détecté et amplifié. À cet égard, afin de comprendre cette technologie présente dans les thermocycleurs en temps réel, le fonctionnement de la source d'excitation, des filtres d'absorption et du détecteur de rayonnement doit être expliqué. Il n'est pas fait mention de l'optique fluoromètre, qui utilise généralement des lentilles qui focalisent les faisceaux de rayonnement incident et d'émission.
La détection des molécules : source d'excitation
Le suivi de la PCR en temps réel, nécessite l'excitation du fluorophore avec rayonnement uv-visible caractéristique. Pour ce faire, des sources qui émettent des rayonnements sous forme de lignes comme les lasers, des sources de bandes comme les diodes LED et les lampes UV, ou des sources continues comme la lampe de tungstène ont été conçues. Les diodes LED les plus courantes dans les ordinateurs que nous décrivons sont, pour les raisons suivantes :- Ils sont efficaces dans la conversion de l'électricité en lumière.
- Ils génèrent peu de chaleur.
- La durée de vie est plus longue par rapport à d'autres sources.
- L'intensité de la lumière émise est élevée.
- Ils sont économiques.
Que sont les sélecteurs de longueur d'onde, en particulier les filtres ?
Les filtres d'absorption sont des dispositifs qui absorbent une zone du spectre électromagnétique et transmettent le reste. Ils sont généralement constitués d'une structure sandwich, avec deux morceaux de verre contenant à l'intérieur un absorbant qui est ajouté en fonction de la couleur que vous souhaitez sélectionner : rouge, bleu, vert, etc. Les filtres d'absorption offrent les avantages suivants :- Ce sont les sélecteurs de longueur d'onde les plus économiques.
- Ils sont plus robustes.
Comment fonctionne le détecteur de rayonnement : les CCD ?
Les capteurs de charge couplée, plus connus sous le nom de CCD, sont des dispositifs qui convertissent la lumière en un signal électrique et sont largement utilisés dans différents capteurs optiques, tels que les appareils photo numériques. Dans sa forme générale, le capteur CCD est constitué de très petites unités ou de pixels d'un matériau semi-conducteur, qui par incidence d'un photon produit le saut d'un électron dans la bande de conduction, qui peut ensuite être lu par la décharge du pixel. Les CCD ont de nombreuses applications pour les raisons suivantes :- Possibilité de miniaturiser le détecteur.
- Détection simultanée de plusieurs longueurs d'onde.
- Haute sensibilité.
- Faible bruit.