우리는 첨단을 돌파할데 대하여 주신
PCR분석은 새 품종육종, 유전 및 비루스병진단, 고고학에서 종의 판별, 범죄자의 유전지문검사, 게놈지도작성, 태아시기의 수감별 등 생물체와 관련된 모든 부분에서 널리 쓰이는 첨단기술중의 하나이다. 이 PCR분석에서 PCR장치는 핵심장치로 된다.
1980년대에 발명된 PCR기술은 그 정확성과 실용성으로 하여 급속히 전파되였으며 그에 따라 PCR장치도 빨리 발전하였다.
PCR분석에서 기본기술은 목적하는 유전자를 수십~수백만배증폭(개수 증가)하는것인데 생물학적원리에 따라 일정한 반응관이 들어있는 수십개 반응관의 온도를 일정한 규칙에 따라 변화시키면 실현된다.
다시말하여 55℃, 72℃, 94℃부근(정확한 값은 PCR목적에 따라 약간 차이가 있다.)의 3단계온도를 일정한 유지시간(약 1분~2분 30초인데 매 단계의 온도에서와 PCR목적과 대상에 따라 차이가 있다.)을 가지고 수십회정도 반복하면 반응관속에서 생물학적원리에 따라 목적하는 유전자가 수십~수백만배 증폭되게 된다. 여기서 중요한 문제는 온도의 급격한 상승과 하강, 해당 온도에서의 정확한 유지를 실현하는것이다.
이 목적을 실현하기 위하여 초기에는 55℃, 72℃, 94℃의 물속에 반응관들이 꽂혀있는 형틀을 요구되는 시간동안 잠구었다가 꺼내여 다른 물속에 잠그는 방법을 동작하는 로보트-팔방식 PCR장치가 개발리용되였다.
그후 이 방법의 결함을 극복하여 새롭게 연구된것이 공기순환식 PCR장치이며 여기에는 여러가지 형식들이 있다.
최근에는 고속PCR장치, 실시간PCR장치 등 많은 변종들이 개발되고있는데 이것은 새로운 반응시약의 개발과 결부되여있다.
세계적으로 PCR장치는 생물공학연구단위들에서는 물론 병원과 수의병원들에서도 널리 리용되고있으며 현재 널리 생산리용되고있는 PCR장치는 96개정도의 시험관을 꽂을수 있는 알루미니움가공품에 여러개의 가열체들과 랭각소자들을 배치하여 온도의 변화와 유지를 실현하고있다.
시험관들이 꽂혀있는 알루미니움가공품의 온도를 균일하게 조종하기 위하여 여러개의 온도수감요소들을 배치하고 그 요소들의 신호에 따라 가열체들과 랭각소자들을 개별적으로 조종하고있다.
이렇게 알루미니움가공품과 같은 제작이 어려운 부분품이 필요하고 조종이 복잡한것으로 하여 가격이 높아진다.
PCR기술은 온도변화에 의존하고있으므로 기본은 온도조절방법을 새롭게 확립하는것이며 반응액에 대한 온도조절이 직접적으로 진행되는 온도순환부를 합리적으로 구성하여야 한다.
이로부터 우리는 온도순환부를 공기순환식 직접가열/랭각방식으로 실현하고 설정온도를 정확히 유지하면서도 가열 및 랭각시간을 단축하는데 중심을 두고 새롭게 연구제작하였으며 그에 대한 특성실험을 진행하였다.
공기순환식 PCR장치에서는 고온실과 저온실, 시험관이 배치된 반응실을 따로 만들고 가열할 때는 고온실의 공기가 반응실로 흐르도록 하고 랭각할 때에는 저온실의 공기가 반응실로 흐르도록 하였으며 온도유지는 고온실의 공기와 저온실의 공기를 정확히 섞는 방법으로 온도의 변화와 유지를 실현하고있다.
이 PCR장치는 다음과 같은 우점이 있다.
첫째, 온도이행시 더운 공기 또는 찬공기가 반응관겉면으로 빠른 속도로 흐르게 되므로 온도의 변화가 빠르다.
둘째, 반응관겉면을 골고루 가열할수 있고 모든 반응관들의 온도가 균일하며 반응효률이 높다.
셋째, 알루미니움가공품이 필요없고 조종이 간단하므로 제작원가가 수십분의 일로 줄어든다.
새로 제작한 공기순환식PCR장치는 많은 실험과정에 그 우월성이 뚜렷이 증명되였다.
이렇게 우리는 장치의 제작원가를 훨씬 줄이고 종전의 PCR장치에서 리용하던 고체랭각소자나 극소형전동기를 쓰지 않고도 온도의 급속한 변화를 보장할수 있는 방도를 찾고 온도의 상승 및 하강속도가 더 빠른 PCR장치를 새롭게 연구제작함으로써 생물공학을 비롯한 인민경제의 핵심기초기술을 발전시키는 첨단과학연구사업에 적극 기여하고있다.
우리는 앞으로도 새로운 PCR장치와 세포융합기, 세포류식기 등 첨단실험설비연구사업에 계속 박차를 가하여 현시기 당에서 바라는 첨단과학기술발전의 담당자로서의 역할을 다해나가도록 하겠다.
