Sintetizador de ADN de ingeniería inversa

Justo ayer, tengo un sintetizador de ADN en mis manos. El dispositivo resuelve el problema inverso en comparación con un secuenciador de ADN.



Además, este dispositivo en sí mismo, de hecho, es un sistema de suministro de reactivos en un secuenciador. Tan pronto como llegó a mi casa, fue desmantelado de inmediato. Pero primero, en resumen, cómo funciona.

En este dispositivo, los nucleótidos activos se alimentan a la columna de reacción en el orden especificado por la computadora. Para que no reaccionen entre ellos, su grupo activo está bloqueado por un lado. Entre las alimentaciones de nucleótidos, se alimenta una solución especial a la columna, que desbloquea el extremo activo y permite unir el siguiente nucleótido. Para evitar que el ADN en crecimiento sea arrastrado por los residuos de reactivos, se fija sobre un soporte sólido en una columna antes de la síntesis.



Un elemento clave en el sintetizador de ADN, además de la columna de síntesis, es una válvula giratoria, que le permite cambiar el flujo de reactivos sin mezclarlos. Lo busqué. En la naturaleza, esta válvula cuesta alrededor de $ 1,000. Bueno, el siguiente elemento que debería existir es una bomba. Pero él no es muy interesante para mí, ya tengo uno más barato e inexacto.

Entonces, la figura muestra en qué condición apareció el dispositivo antes que yo. Se compone de dos bloques. Por qué hecho por separado, todavía no entiendo. Dispositivo de 1993. Todo el software fue escrito bajo DOS y hace mucho que se perdió. Me pidieron que restaurara el software bajo XP. Este dispositivo se contactó con una computadora a través de un puerto LPT, tampoco hay documentación, por lo tanto, no es posible restaurar el protocolo para comunicarse con una computadora utilizando métodos humanos. Por lo tanto, tomamos y tiramos los componentes electrónicos. Reemplácelo con arduino;)

Ahora tomamos un destornillador, lo desarmamos y miramos adentro:

Primer bloque:



Inmediatamente vemos la válvula rotatoria tan esperada, el módulo de inyección (de hecho, la bomba con la dosis exacta) y la electrónica que controla esto. Si se ve mejor, puede ver que la válvula giratoria se controla directamente desde el exterior, sin pasar por la electrónica.



De particular interés es la "bomba", que consta de una válvula 1: 2, aparentemente también rotativa, y un pistón, que es accionado por un actuador eléctrico. La válvula conecta la entrada al pistón, el pistón se mueve a la distancia deseada, que es controlada por un optoacoplador, la válvula gira al estado de salida del pistón y el pistón empuja la dosis necesaria al reactor. Y este proceso está controlado por un montón de electrónica. Basado en el MK P8031AH de Intel



Estaba satisfecho con el "estilo retro" de las pistas, todas tan curvas, como si hubiera microondas.

Considere el circuito hidráulico de esta unidad.



Cada tubo con reactivo incluye dos tubos. Según uno, aparentemente, el gas se suministra desde el módulo de inyección a través de la válvula rotativa y empuja el reactivo, que desde allí ingresa al mezclador, desde el cual pasa a la segunda unidad.

Ahora desmontamos el segundo bloque, la pared posterior:



En la parte superior vemos dos motores paso a paso con cajas de cambios, a continuación se muestra toda la electrónica, liderada por un procesador D70008AC-6MHz de 8 bits con un kit de carrocería de:

INS8154 N-Channel 128-by-8 Bit RAM Entrada / Salida
TMS2516 MEMORIAS PROGRAMABLES DE 16,384 BITS BORRABLES PROGRAMABLES
Z8470AB1 - controlador de puerto
DS1488 - Controlador de línea cuádruple
DM74LS32 - Puerta cuádruple de 2 entradas O
DM74LS138 - Decodificadores / demultiplexores

En la esquina, abajo a la derecha, una pegatina en el chip con un patrón de ADN. Este es un chip de memoria que almacena software para el procesador. Es de solo lectura, y su borrado se produce al brillar con luz ultravioleta a través de una tapa transparente, que está sellada. Tal "sellado" específico del firmware.

La siguiente tabla contiene otros dos controladores de puerto LPT y controladores de motor paso a paso en el L293B.



Ahora retire la cubierta frontal:



Para comprender, se dibuja el diagrama de fluídica:



Aquí vemos dos válvulas más. Una válvula proporciona una opción de columna a la que se suministrarán los reactivos, ya que el dispositivo es de dos canales. El segundo determina lo que se suministrará allí desde afuera. Todo a la izquierda parece estar vaciando el sistema. De hecho, la conjugación de dos bloques fluidos todavía no está muy clara para mí. Todo se complica por el hecho de que el dispositivo no es solo para la síntesis de ADN.

En general, mis tareas son:

1. Copiar válvula rotativa; hacer un sistema de alimentación de reactivos para mi secuenciador en él. Nació una idea: en mi secuenciador, combine también un sintetizador de ADN. El costo principal del sintetizador está en esta válvula. Si puede copiarlo, puede vender sintetizadores de ADN baratos.
2. Reemplace la electrónica con arduino, con controladores de motor paso a paso y software. Cada motor también tiene un optoacoplador o un codificador. Creo que hay muchas personas que quieren ayudarme con esto.
3. Inicie el dispositivo en sí. Para hacer esto, debe comprender su estructura, conexión de fluidos, algoritmos de operación, encontrar o hacer columnas de reacción y reactivos adecuados. Invito a todos los simpatizantes a escribir sugerencias e ideas sobre esto en mi sitio web .