Erst gestern habe ich einen DNA-Synthesizer in der Hand. Das GerÀt löst das inverse Problem im Vergleich zu einem DNA-Sequenzer.
DarĂŒber hinaus ist dieses GerĂ€t selbst tatsĂ€chlich ein Reagenzienversorgungssystem in einem Sequenzer. Sobald er zu mir nach Hause kam, wurde er sofort auseinander genommen. Aber zuerst, kurz gesagt, wie es funktioniert.
In dieser Vorrichtung werden aktive Nukleotide in der vom Computer angegebenen Reihenfolge in die ReaktionssĂ€ule eingespeist. Damit sie nicht untereinander reagieren, ist ihre aktive Gruppe einerseits blockiert. Zwischen den NukleotidzufĂŒhrungen wird eine spezielle Lösung in die SĂ€ule eingespeist, die das aktive Ende freischaltet und es ermöglicht, das nĂ€chste Nukleotid zu binden. Um zu verhindern, dass die wachsende DNA von den Resten der Reagenzien weggespĂŒlt wird, wird sie vor der Synthese auf einem festen TrĂ€ger in einer SĂ€ule fixiert.
Ein SchlĂŒsselelement des DNA-Synthesizers ist neben der SynthesesĂ€ule ein Drehventil, mit dem Sie den Reagenzienfluss umschalten können, ohne sie zu mischen. Ich habe nach ihm gejagt. In der Natur kostet dieses Ventil etwa 1.000 US-Dollar. Nun, das nĂ€chste Element, das auf jeden Fall vorhanden sein sollte, ist eine Pumpe. Aber er ist nicht sehr interessant fĂŒr mich, ich habe bereits einen billigeren und ungenauen.
Die Abbildung zeigt also, in welchem ââZustand das GerĂ€t vor mir erschien. Es besteht aus zwei Blöcken. Warum separat gemacht, verstehe ich immer noch nicht. 1993 GerĂ€t. Die gesamte Software wurde unter DOS geschrieben und ist seit langem verloren. Ich wurde gebeten, Software unter XP wiederherzustellen. Da dieses GerĂ€t ĂŒber einen LPT-Port mit einem Computer in Kontakt steht, gibt es auch keine Dokumentation. Daher ist es nicht möglich, das Protokoll fĂŒr die Kommunikation mit einem Computer mithilfe menschlicher Methoden wiederherzustellen. Deshalb nehmen wir und werfen die Elektronik heraus. Ersetzen Sie es durch Arduino;)
Jetzt nehmen wir einen Schraubendreher, zerlegen ihn und schauen hinein:
Erster Block:
Wir sehen sofort den lang erwarteten Drehschieber, das Einspritzmodul (tatsĂ€chlich die Pumpe mit der genauen Dosierung) und die Elektronik, die dies steuert. Wenn Sie besser aussehen, können Sie sehen, dass der Drehschieber direkt von auĂen unter Umgehung der Elektronik gesteuert wird.
Von besonderem Interesse ist die âPumpeâ von Interesse. Sie besteht aus einem 1: 2-Ventil, anscheinend auch einem Drehventil, und einem Kolben, der von einem elektrischen Stellantrieb angetrieben wird. Das Ventil verbindet den Einlass mit dem Kolben, der Kolben bewegt sich auf die gewĂŒnschte Entfernung, die von einem Optokoppler gesteuert wird, das Ventil dreht sich in den Kolbenauslasszustand und der Kolben drĂŒckt die erforderliche Dosierung in den Reaktor. Und dieser Prozess wird von einer Reihe von elektronischen GerĂ€ten gesteuert. Basierend auf Intels MK P8031AH
Ich war zufrieden mit dem "Retro-Stil" der Tracks, die alle so gebogen waren, als gÀbe es eine Mikrowelle.
Betrachten Sie den Hydraulikkreis dieses GerÀts.
Jedes Röhrchen mit Reagenz enthĂ€lt zwei Röhrchen. Demnach wird offenbar Gas vom Einspritzmodul durch das Drehventil zugefĂŒhrt und drĂŒckt das Reagenz, das von dort in den Mischer gelangt, von wo es dann zur zweiten Einheit gelangt.
Jetzt zerlegen wir den zweiten Block, die RĂŒckwand:
Oben sehen wir zwei Schrittmotoren mit Getrieben, unten die gesamte Elektronik, angefĂŒhrt von einem 8-Bit-Prozessor D70008AC-6MHz mit einem Bodykit von:
INS8154 N-Kanal 128-mal-8-Bit-RAM-Ein- / Ausgang
TMS2516 16.384-BIT LĂSCHBARE PROGRAMMIERBARE READ-only-SPEICHER
Z8470AB1 - Port-Controller
DS1488 - Quad Line Treiber
DM74LS32 - Vierfach-ODER-Gatter mit zwei EingÀngen
DM74LS138 - Decoder / Demultiplexer
In der Ecke unten rechts ein Aufkleber auf dem Chip mit einem DNA-Muster. Dies ist ein Speicherchip, der Software fĂŒr den Prozessor speichert. Es ist schreibgeschĂŒtzt und wird gelöscht, indem ultraviolettes Licht durch einen transparenten Deckel leuchtet, der versiegelt ist. Eine solche spezifische "Versiegelung" der Firmware.
Auf der folgenden Karte befinden sich zwei weitere LPT-Port-Controller und Schrittmotortreiber des L293B.
Entfernen Sie nun die vordere Abdeckung:
Zum VerstÀndnis wird das Fluidikdiagramm gezeichnet:
Hier sehen wir zwei weitere Ventile. Ein Ventil bietet eine Auswahl an SĂ€ulen, denen Reagenzien zugefĂŒhrt werden, da das GerĂ€t zweikanalig ist. Die zweite bestimmt, was dort von auĂen geliefert wird. Alles auf der linken Seite scheint das System zu spĂŒlen. TatsĂ€chlich ist mir die Konjugation zweier FlĂŒssigkeitsblöcke immer noch nicht sehr klar. Alles wird durch die Tatsache kompliziert, dass das GerĂ€t nicht nur fĂŒr die DNA-Synthese vorgesehen ist.
Im Allgemeinen sind meine Aufgaben:
- Drehschieber kopieren; Machen Sie ein Reagenzien-Zufuhrsystem fĂŒr meinen Sequenzer darauf. Eine Idee wurde geboren: Kombinieren Sie in meinem Sequenzer auch einen DNA-Synthesizer. Die Hauptkosten des Synthesizers sind in diesem Ventil. Wenn Sie es kopieren können, können Sie billige DNA-Synthesizer verkaufen.
- Ersetzen Sie die Elektronik durch Arduino, durch Schrittmotortreiber und Software. Jeder Motor hat auch einen Optokoppler oder einen Encoder. Ich denke, es gibt viele Leute, die mir dabei helfen wollen.
- Starten Sie das GerĂ€t selbst. Dazu mĂŒssen Sie die Struktur, den FlĂŒssigkeitsanschluss und die Betriebsalgorithmen verstehen und geeignete ReaktionssĂ€ulen und Reagenzien finden oder herstellen. Ich lade alle Sympathisanten ein, auf meiner Website VorschlĂ€ge und Ideen dazu zu schreiben.