PCR装置を作ろう
2019.02.141万円でPCR装置をDIY〜その6。サンプルを温度制御するための金属ブロックパーツをDIY /452
2017.12.111万円でPCR装置をDIYその5。必要な温度制御に成功!が、温度制御プログラム難しい。。。 /560
2017.11.291万円でサーマルサイクラー(PCR装置)をDIY!その4。温度一定に維持するプログラムの動作に成功、だが温度ブレ大きい /988
2017.11.091万円でサーマルサイクラー(PCR装置)を作ろう!その3。Raspberry Piを使って電装部分を作製 /1230
2017.11.011万円でサーマルサイクラー(PCR装置)を作ろう!その2。制御用のモータードライバ(東芝TB66433KQ)をテスト /279
2017.10.22自分でサーマルサイクラー(PCR装置)を作ろうと思います。ペルチェを買ってきて冷却・加熱能力をテスト /303

2019.02.14

1万円でPCR装置をDIY〜その6。サンプルを温度制御するための金属ブロックパーツをDIY

↑BTW


上記は完成品。1.5mLチューブ8個が立てられるアルミブロックです。1.5mLチューブだと高さが足りない感じですが、実際のPCR反応は0.5mLチューブでやる計画です。またこんな大きな穴を開けたのはPCR反応以外でも1.5mLで各種インキュベーションを行うのに使用したかったからです。いずれのチューブを使う場合もぴったりサイズではありませんので、水等を入れて使う必要がありそうです。
前回までにPCRっぽく温度制御する部分を完成させてました。↓プラスマイナス反転出来るモータードライバを使うのは回路も簡単になるし良いアイデアだと思います。

このアルミブロック部分をどうやって作ろうかずっと悩んでいたのですが
  • (1)市販品の購入
  • (2)アルミを溶かして鋳造
  • (3)アルミのブロック材を削って作る
の3択でした。
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2017.12.11

1万円でPCR装置をDIYその5。必要な温度制御に成功!が、温度制御プログラム難しい。。。

↑BTW


 ↑上記が1万円弱で作製したPCR装置でPCR反応に必要な94℃30秒、60℃30秒、72℃60秒を行ったところです。青色が温度、赤色が加熱/冷却の制御ログです。温度を一定に維持するところで波打っているのが分かるかと思いますが、温度制御が難しいです。。。。。現状で設定温度±1℃ぐらいで維持していますが、高価な市販のPCR装置はぴったり温度に合わしていてこんなブレはないので、まだまだですね。

 特に94℃などの高温で維持する場合と、60℃という比較的低温で維持する場合では同じアルゴリズムでは制御出来ませんでした。具体的には94℃では周囲への放熱が激しいのか温度低下が早く、94℃付近に近づくものの、ぴったり合わせようとすると94℃を超えることが出来ず、上記グラフではこれで92℃を超えてから94℃を超えるまで70秒間もかかり時間をロスしています。ただ94℃→60℃の移行は40秒、60℃→72℃の移行は10秒で完了しており市販のPCR装置を考えても悪くない感じです。まだまだ改良の余地がありますが、現状でもPCR出来そうな気がします。

以下がPythonによるプログラムです。

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2017.11.29

1万円でサーマルサイクラー(PCR装置)をDIY!その4。温度一定に維持するプログラムの動作に成功、だが温度ブレ大きい

↑BTW


前回までに作製したサーマルサイクラーのユニットを動作させてみました。上記は70℃一定に保つように後述のプログラムで「70℃を上回ると冷却、70℃を下回ると加熱」と動作させてみたところです。プログラムはpythonです。


↓実験風景、温度センサーをペルチェに耐熱アルミテープで貼り付けています。ペルチェに流す電源は12V


温度ログを見ると温度上昇は55℃〜65℃まで12秒かかっています。まあこんなものでしょうか?ただ、その後70℃一定に保つところがイマイチ、70℃超えると冷却、70℃超えると加熱とプログラムしていますが、-4℃〜+5℃まで大きく増減しています。温度を安定させるためには、目的温度に達するちょっと前に加熱、冷却を穏やかにするなどプログラムを工夫する必要がありそうです。

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2017.11.09

1万円でサーマルサイクラー(PCR装置)を作ろう!その3。Raspberry Piを使って電装部分を作製

↑BTW


とりあえず電装部分を組みました。右の基板はRaspberry Pi zero、左の基板にモータードライバと電解コンデンサが乗っています。おまじないに12V電源につなぐところにヒューズも設置しました。
これと12V電源と、USB電源を用意する必要があります。まだ通電してません(笑)。

★使った部品
Raspberry Pi zero(5ポンド、日本への送料含めて2000円ぐらい、国内通販は品薄なので)

温度センサーDS18B20。370円
いわゆる電子部品に相当するのはRaspberry pi、モータードライバ、電解コンデンサ、抵抗の4個だけです。
電源ユニットを入れると電気関連の部品代金は6000円ぐらいかな?

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2017.11.01

1万円でサーマルサイクラー(PCR装置)を作ろう!その2。制御用のモータードライバ(東芝TB66433KQ)をテスト

↑BTW


前回↓の続きです。

PCR装置を作るにはペルチェを使って、流す電流のプラス/マイナスを反転させることで加熱、冷却を制御すれば良いと思うのですが、その制御は「モータードライバー」ってのを使ったら良いっぽい。購入したのは下記のパーツ。東芝製で280円。
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2017.10.22

自分でサーマルサイクラー(PCR装置)を作ろうと思います。ペルチェを買ってきて冷却・加熱能力をテスト

↑BTW


 1年半前にKickstarterに10万円以上も出して出資した遺伝子実験用オールインワン装置「BentoLab」が当初の出荷予定から1年経過しても送られてくる気配が無いので自分でサーマルサイクラーを作ろうと思います。

 最近、本当にクラウドファンディングとか計画する連中のルーズさにはウンザリ。クラウドファンディングの仕組みも良くないかもね。いったん資金調達した後のプロジェクト進行に対するインセンティブが無いからね。

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 Keyword:サーモグラフィー/4
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