La PCR (Polymerase Chaine Reaction) è una tecnica utilizzata nei laboratori di ricerca e serve, in sintesi, ad amplificare il DNA, creando milioni di copie che verranno utilizzate per l’identificazione di un particolare gene, sia in campo agroalimentare, sia in campo genetico, per determinare l’ereditarietà di una mutazione. La mia passione per le biotecnologie e l’eccessivo costo di un simile dispositivo, mi ha portato a pensare a questo progetto, completamente DIY, che tenta la realizzazione di una macchina PCR (termo-ciclatore) con una spesa inferiore a 100€. Il progetto si basa sulle proprietà di degradazione del DNA ottenute grazie all’aumento di temperatura: verrà usato un termistore (o una termocoppia), interfacciato con un amplificatore e Arduino. In questo modo la temperatura verrà innalzata di parecchi gradi avendo anche una buona conducibilità permessa dall’alluminio.
- un blocco di alluminio, si possono utilizzare i normali dissipatori termici che si trovano facilmente nei computer sopra schede video e/o CPU;
- una termocoppia con amplificatore affine del tipo MAX31855 (circa 15-20€), tipo questa o, da testare, utilizzare l’accoppiata tra le board Temperature sensor 1.1+ PWM Driver 1.1 (utilizzate per la costruzione di un estrusore per una stampante 3D), i cui schemi di entrambe sono reperibili sulla pagina wiki della RepRap:
- una ventola da 12mm, reperibile in un qualsiasi pc;
- 2 resistenze a filo 150ohm/50W;
- un relay 25A AC/DC SSR (qui)
- un transistor del tipo TIP120 a 12V
- un trsformatore 12V 0.5A
- Arduino (o Arduino mini) o un'altra board
boolean holdConstanTemp (long duration, double idealTemp) {
unsigned long startTime = millis();
long timeElapsed = millis() – startTime;
//tiene traccia del tempo trascorso
while (timeElapsed < duration) {
curTemp = thermocouple.readCelsius();
printTempStats(startTime);
if (curTemp < idealTemp) {
//aumenta la temperatura per 90ms se è bassa
digitalWrite(heatPin, HIGH);
delay(90);
digitalWrite(heatPin, LOW);
} else if (curTemp > (idealTemo+0.5)) {
// aumenta giri ventola se temperatura è alta e non accendere
// ventola se all’interno ci sono meno di 0.5°C
digitalWrite(fanPin, HIGH);
delay(90);
digitalWrite(fanPin, LOW);
}
delay(210);
timeElapse = millis() – startTime;
}
returne true;
}
Come primo test si può collegare la macchina ad un pc e utilizzare ad esempio dell’olio minerale come campione e, successivamente, comprare un kit per PCR da analizzare in vendita su alcuni siti specializzati.
Veramente interessante, sono curioso di vedere i progressi di questa idea.
Complimenti!
In rete ho trovato anche questo…
http://www.instructables.com/id/Arduino-PCR-thermal-cycler-for-under-85/?ALLSTEPS
Intanto grazie e appena proseguirò, cercherò di aprire un thread nel forum 🙂
Il progetto mi è venuto in mente proprio leggendo questo simile su instructables. Voglio unire questo con il progetto della OpenPCR che è più complesso ma cercando di contenere il costo guardando alla semplicità di costruzione. La mia idea è quella di usare al posto dell’amplificatore max, le board usate per l’estrusore nelle stampanti 3D perché sono molto più semplici da fare anche con il fai-da-te e ho più esperienza proprio perché le uso in una stampante 3D. In questo modo vorrei migliorare la portata del dispositivo e migliorarne la lettura.
Ad oggi sono ancora alla struttura e il dissipatore è stato fatto, anche se vado un po’ a rilento perché devo dividermi tra questo, una stampante 3D e l’avvio di un progetto per una protesi. 😀