Оптика для рср пневматики: какой купить, как выбрать хороший прицел?

Как выбрать прицел для пневматического оружия

Оптический прицел помогает точно навести оружие на спортивную или охотничью цель. Выбор прицела зависит не только от назначения оружия, но и расстояний, на которых планируется вести стрельбу.

Оптика для оружия: особенности приборов

Важным показателем оптического прицела является прицельная марка (или сетка). Их несколько видов:

— Т-образные (дальномерная шкала и система уголков),

— Дуплекс (перекрестие тонких нитей),

— Точка для наведения на цель,

— Точка с одним или двумя кольцами.

Т-образные прицелы удобны для прицеливания (две горизонтальные нити и центральный пенек) и применения на охотничьем оружии: скорость стрельбы увеличивается за счет удобного визирования марки на силуэте цели. Для стрельбы по спортивным мишеням прицел приспособлен меньше: затрудняется наведение черного уголка на темный центр.

Для спортивной стрельбы подходит дуплекс (например, Barska HUNTMASTER 3-9×40 30 / 30): скрещенные тонкие нити визировать на всех типах мишеней гораздо проще.

Данный тип прицела эффективен и на охоте: при наведении на цель, которая находится на близком расстоянии, нет визуальных помех для глаза.

Прицелы с точечной маркой не используют для стрельбы на большие расстояния: жирная точка закрывает цель, и стрелок не может контролировать ситуацию. Такой прицел чаще используют на коротких расстояниях – при стрельбе в тире или по спортивной мишени.

Прицельные марки, в которых используются системы дальномерных шкал и уголков, удобны для стрельбы на всех расстояниях. Используя уголки и дальномерную шкалу, можно делать поправки на разницу в траектории полета пули при изменении дистанции для корректировки точки попадания. Профессионалы пользуются только самым верхним уголком: на расстоянии 50 м дальномерная шкала не требуется – опыт помогает оценивать расстояния на глаз.

Выбор оптики для пневматического оружия

Выбор прицела основывается на нескольких показателях:

• Тип оружия
• Условия и цели использования
• Размер объектива и кратность

Тип оружия

Прицел выбирают в зависимости от того, какой механизм используется в вашем ружье или пистолете – пружинно-поршневой, компрессионный, мультикомпрессионный, PCP или CO2.

Пружинно-поршневое оружие имеет двойную отдачу, и прицел должен иметь надежные крепления. Компрессионные механизмы – маломощные, и приобретать прицел большой кратности не стоит.

Для винтовок PCP и CO2 выбор особенно актуален – они приобрели большую популярность у охотников и спортсменов. Одни стреляют по баллистической сетке, другие предпочитают подстройку с помощью маховичков. 

Но есть оптимальное решение – комбинированные прицелы, реализующие обе эти возможности, плюс  подсветка.  Учитывается наличие/отсутствие регулировки параллакса на больших и малых расстояниях – от этого зависит комфорт стрелка и нахождение цели в фокусе. Чаще всего отдают предпочтение прицелам с сеткой, расположенной в первой фронтальной плоскости: при смене кратности поправки всегда будут верны.

Условия и цели использования

Оптика позволяет увеличить точность попадания в цель при высоком темпе стрельбы из пневматических винтовок на больших и малых расстояниях. Пневматика эффективна и для охоты, и для спортивной стрельбы по небольшим мишеням. В зависимости от решаемых задач выбирают прицел с маленькой или большой кратностью.

Если вы планируете вести стрельбу не только в дневное время, но и в сумерки, вам подойдет прицел с подсветкой сетки (всей сетки или только ее центральной части). Например, оптический прицел Gamo 3-9х40 IRWR.

Кратность

Для стрельбы на небольшие дистанции выбирают небольшую кратность прицела: тщательное прицеливание не требуется, а скорость стрельбы увеличивается. Большая кратность на больших дистанциях имеет свой недостаток – небольшое поле зрения, которое затрудняет поиск движущейся цели и стрельбу по ней, если она приближается.

Размер объектива

Диаметр объектива (линзы) влияет на светосилу прицела: чем она больше, тем лучше видна цель в сумерках или в плохо освещенном тире. Диаметр линзы влияет на кратность и вес прицела; крупные линзы подвержены расшатыванию гораздо больше, чем их аналоги меньших размеров.

Специалисты рекомендуют подбирать прицелы и аксессуары от одного производителя (бренда): это гарантирует совместимость и комфортное использование на охоте или во время спортивных состязаний.

Новичку сложно выбрать прицел самостоятельно: определить, на какой тип пневматики устанавливать конкретный оптический прицел помогут рекомендации профессиональных консультантов магазина 009.ru.

Магазин для охотников и стрелков 009.ru – это возможность приобрести все необходимое снаряжение для стрельбы – от средств маскировки и прицелов и аксессуаров, до возможности купить оружие и провести его современный тюнинг.

Наши специалисты помогут с подбором всего, что необходимо для стрельбы на охоте или в тире: позвоните, и мы всегда поможем с покупкой и доставкой заказа!

Как выбрать оптический прицел для пневматики?

Выбрать оптический прицел для пневматики не так просто, как может показаться. Обойтись без этого устройства – значит лишить себя важных преимуществ, которые в ряде случаев могут сыграть критическую роль. Пневматическая винтовка с оптическим прицелом уже стала привычной, ведь стрельба, как правило, ведется по мелким мишеням, а конструктивные особенности не позволяют устаналвивать любую оптику, поэтому навык выбора прицела пригодится владельцу пневматики.

Внимание данная статья устарела и не полностью раскрывает тему, как выбрать прицел для пневматической винтовки, читайте в нашей новой статье.

Оптические прицелы для пневматики класса Магнум

Несмотря на то, что в оружейных магазинах представлен широкий модельный ряд оптических прицелов, найти подходящее приспособление для пневматической винтовки бывает затруднительно.

Особенно это касается мощного оружия класса «магнум», например «Хатсан-125», которое нуждается в действительно качественном прицельном приспособлении, иначе со временем крепления начнут попросту расшатываться и ломаться.

Классификация оптических прицелов для пневматики

Прежде чем приступить обзору конкретных моделей оптики, для начала необходимо понять, по каким принципам принято классифицировать данную продукцию. Существует три основных параметра, на которые стоит обратить внимание в момент покупки:

1. Кратность оптики – определяет то, во сколько раз прицел может увеличивать изображение, находящееся прямо перед ним. Существуют приспособления как с фиксированной кратностью (3x, 6x, 9x и так далее), так и с настраиваемой (от 3x до 9x, к примеру). Само собой, для охотника преимущественным остается второй вариант, поскольку он позволяет настроить уровень увеличения в зависимости от того, с какого расстояния планируется совершить выстрел. Однако подобные устройства обходятся гораздо дороже, поскольку имеют несколько линз.
2. Вид прицельной сетки – очень важный аспект, на который стоит обратить внимание именно охотникам. Существует огромное разнообразие перекрестий и их разновидностей: баллистическое, загонное, хорус, милдот, тактическая, классическая и так далее. Само собой, можно выбирать прицел, основываясь на индивидуальных предпочтениях, однако профессионалы советуют ставить на охотничью винтовку ту оптику, которая имеет самое простое перекрестие. Кроме того, стоит знать, что сетки с подсветкой питаются от батареек.
3. Диаметр объектива – многие ошибочно полагают, что этот нюанс влияет на кратность оптики. Да, есть закономерность между дальностью увеличения и размером линзы. Однако на самом деле диаметр говорит лишь о том, какой радиус обзора имеет стрелок в момент прицеливания. Тем не менее, было бы не слишком логично вставлять широкие линзы в «обвес» с низкой кратностью, поскольку это влияет на его цену. Поэтому производители в основном используют большие линзы (от 36 мм и более) лишь на дорогостоящей оптике.

И это лишь основные параметры, которые стоит знать перед покупкой оптического прицела. Само собой, не стоит забывать о стране-производителе, качестве материала, из которого изготавливается девайс, а также стоимости устройства.

Виды прицельных приспособлений

Существует четыре основных вида прицелов, применяемых на пневматике:

1. Оптический
2. Коллиматорный
3. Лазерный
4. Диоптрийный

Рассмотрим каждый из них по отдельности. Это поможет вам сориентироваться и не допустить тех типичных ошибок, которые так часто допускают новички.

Оптика

Какой оптический прицел лучше для пневматики? Здесь сложно дать однозначный ответ, так как именно оптический прицел на воздушку выбирать труднее всего. Здесь следует учитывать множество факторов:

• Назначение прибора
• Дульная энергия оружия
• Кратность увеличения
• Дальность полета боеприпаса и дистанция стрельбы

Техническая сторона вопроса рассмотрена в главе «На что обратить внимание», здесь же мы хотим обратить ваше внимание на новую линейку пневматических прицелов Veber. Это легкие прицелы на воздушку с большой отдачей, который отличается маленьким крепежным диаметром, весом, а также специально разработанной прицельной сеткой с увеличенными поправками.

Если требуется прицел для пневматики с постоянной кратностью – тогда выбор лучше остановить на модели отечественного производителя ВОМЗ — Пилад P 4×32 LP Пневматик, лучший выбор по соотношению качества цена. Здесь вы найдете отстройку параллакса, сетку Mil-Dot, которая позволяет назвать это устройство оптическим прицелом для пневматики с дальномером, так как помогает оценить дистанцию до цели. Если позволяет бюджет можно присмотреться к моделям Hawke optics, данный производитель ориентирован на использование с пневматическим оружием.

Важно! Выбор оптического прицела для пневматики – это серьезная задача. Если вы новичок и неуверенны в своих силах, позвоните нам: наши специалисты помогут выбрать подходящий именно вам прибор.

Коллиматорные прицелы

Коллиматорный прицел для пневматики – неплохое решение для развлекательной стрельбы на короткой дистанции и для газобалонных моделей. Это приспособление не имеет столь сложной оптической системы, поэтому не требует тонкой подгонки под оружие. Коллиматор позволяет быстро прицелиться, это особенно важно для внезапных подвижных целей и стрельбы в закрытых помещениях.

Преимущества коллиматора:

1. Простая конструкция и надежность
2. Удобная стрельба на небольшие дистанции
3. Открытый прицел для пневматики позволяет одновременно видеть панораму и наводить оружие на цель
4. Подсветка прицельной метки
5. Хорошо подходит для новичков

Коллиматор устроен так, что вам достаточно совместить цель и светящуюся на линзе объектива метку, при этом второй глаз остается открытым. Это облегчает стрельбу по движущимся мишеням.

Коллиматоры бывают открытого и закрытого типов. Закрытые модели меньше подвержены влиянию внешних факторов и имеют чуть меньший параллакс, тогда как открытые удобнее и дают хорошую картинку.

Если выбирать конкретную модель, то мы советуем обратить внимание на Combat 1x22x33 Weaver – недорогой прицел, который отлично подойдет начинающим стрелкам и профессионалам. Здесь есть возможность смены прицельных меток, а установка осуществляется на крепление типа «ласточкин хвост» 11 мм.

Лазерный прицел для пневматики

Лазерный целеуказатель – еще один популярный вид прицельных приспособлений для пневматического оружия так же как и коллиматоры подойдёт для развлекательной стрельбы на дистанциях до 10-20 метров и использовании с газобалонными моделями. Учитывая короткую дистанцию ведения огня, вы будете хорошо видеть красную точку, которую останется лишь навести на цель. Как и коллиматоры, лазерные прицелы для пневматических винтовок стали пользоваться высоким спросом среди любителей стрелкового спорта и охотников.

Важно! При выборе ЛЦУ не стоить считать, что можно приобрести самую дешевую модель. Особенности отдачи пневматики способны легко сбить недостаточно надежно закрепленный прибор. Поэтому мы советуем сразу откинуть «детские» модели лазеров.

Использование лазерного прицела дает такие преимущества:

• Быстрое наведение на цель
• Удобная работа на небольших дистанциях
• Хорошая видимость точки днем и в сумерках
• Простота устройства
• Быстрое включение и выключение

Если советовать конкретное устройство, то мы предлагаем рассмотреть ЛЦУ Combat Красный (202-605). Это компактный прибор американского производства весом всего 50 грамм, который дает пятно размером 60х80 мм на расстоянии в 100 метров. Крепление прицела надежно и производится с помощью планок Weaver или Picatinni.

Диоптрический прицел

Диоптрический прицел для пневматической винтовки используется, по большей части, для спортивной стрельбы. Это разновидность апертурного прицела, только в отличие от кольцевого типа он характеризуется более высокой точностью.

Важно! Диоптрический прицел устроен так, что щиток (диск) целика перекрывает обзор, а отверстие в нем примерно равно размеру зрачка. Это значительно повышает резкость цели и позволяет вести более точный огонь, однако охотиться на движущиеся мишени вы уже не сможете.

Диоптрические прицелы применяются для спортивной стрельбы, особенно часто – в биатлоне. Для спортсменов мы советуем выбрать модель Прицел диоптрический GAMO Diopter с размером объектива 1 мм. Это надежное устройство с точной системой ввода поправок, что весьма важно в прицелах этого класса.

Выбор оптики для пневматического оружия

Выбор прицела основывается на нескольких показателях:

• Тип оружия
• Условия и цели использования
• Размер объектива и кратность

Тип оружия

Прицел выбирают в зависимости от того, какой механизм используется в вашем ружье или пистолете – пружинно-поршневой, компрессионный, мультикомпрессионный, PCP или CO2.

Пружинно-поршневое оружие имеет двойную отдачу, и прицел должен иметь надежные крепления. Компрессионные механизмы – маломощные, и приобретать прицел большой кратности не стоит.

Для винтовок PCP и CO2 выбор особенно актуален – они приобрели большую популярность у охотников и спортсменов. Одни стреляют по баллистической сетке, другие предпочитают подстройку с помощью маховичков.

Но есть оптимальное решение – комбинированные прицелы, реализующие обе эти возможности, плюс подсветка. Учитывается наличие/отсутствие регулировки параллакса на больших и малых расстояниях – от этого зависит комфорт стрелка и нахождение цели в фокусе. Чаще всего отдают предпочтение прицелам с сеткой, расположенной в первой фронтальной плоскости: при смене кратности поправки всегда будут верны.

Условия и цели использования

Оптика позволяет увеличить точность попадания в цель при высоком темпе стрельбы из пневматических винтовок на больших и малых расстояниях. Пневматика эффективна и для охоты, и для спортивной стрельбы по небольшим мишеням. В зависимости от решаемых задач выбирают прицел с маленькой или большой кратностью.

Если вы планируете вести стрельбу не только в дневное время, но и в сумерки, вам подойдет прицел с подсветкой сетки (всей сетки или только ее центральной части). Например, оптический прицел Gamo 3-9х40 IRWR.

Кратность

Для стрельбы на небольшие дистанции выбирают небольшую кратность прицела: тщательное прицеливание не требуется, а скорость стрельбы увеличивается. Большая кратность на больших дистанциях имеет свой недостаток – небольшое поле зрения, которое затрудняет поиск движущейся цели и стрельбу по ней, если она приближается.

Размер объектива

Диаметр объектива (линзы) влияет на светосилу прицела: чем она больше, тем лучше видна цель в сумерках или в плохо освещенном тире. Диаметр линзы влияет на кратность и вес прицела; крупные линзы подвержены расшатыванию гораздо больше, чем их аналоги меньших размеров.

Специалисты рекомендуют подбирать прицелы и аксессуары от одного производителя (бренда): это гарантирует совместимость и комфортное использование на охоте или во время спортивных состязаний.

Новичку сложно выбрать прицел самостоятельно: определить, на какой тип пневматики устанавливать конкретный оптический прицел помогут рекомендации профессиональных консультантов магазина 009.ru.

Магазин для охотников и стрелков 009.ru – это возможность приобрести все необходимое снаряжение для стрельбы – от средств маскировки и прицелов и аксессуаров, до возможности купить оружие и провести его современный тюнинг.

Наши специалисты помогут с подбором всего, что необходимо для стрельбы на охоте или в тире: позвоните, и мы всегда поможем с покупкой и доставкой заказа!

Оптика для пневматической винтовки: как правильно выбирать

Спортивная техника

Оружие — страсть многих. Но чтобы стать владельцем ружья или карабина в Украине необходимо пройти сложную процедуру регистрации, получить медицинское подтверждение, вступить в общество охотников и обеспечить безопасность хранения. Именно эти препятствия заставляют многих любителей “пострелять ради спортивного интереса”, присмотреться в сторону пневматических винтовок.

 

Современная пневматика обладает довольно внушительной мощностью, не требует регистрации, а оснащенная качественным оптическим прицелом, способна конкурировать в дальности стрельбы с охотничьими ружьями. Однако, по словам экспертов в области оптического оружия из компании Grandway, выбрать оптику на пневматику не так-то просто. Давайте разбираться почему.

Выбираем кратность оптики для пневматики

При выборе кратности оптики для пневматической винтовки не гонитесь за слишком большим увеличением. Нужно понимать, что дальность стрельбы у такого оружия ограничена и от оптики необходимо только обеспечить качественное прицеливание на рабочей дистанции.

 

Выбирая подходящую оптику, например, здесь https://grandway.ua/catalog/optika/pricely/pricely-discovery/ специалисты рекомендуют остановиться на моделях с кратностью:

• 4Х – для винтовок рабочей дальностью 100-200 метров;
• 8Х – для мощного оружия дальностью более 200 метров;
• 10-12Х – для самой мощной пневматики.

 

Также, эксперты советуют брать оптику с фиксированной кратностью — занимаясь спортивной стрельбой нет необходимости постоянно переключаться между режимами ведения огня, следовательно и переплачивать за дополнительный функционал тоже не надо.

Сопротивление разновекторной отдаче

Важно понимать, что современная пружинно-поршневая пневматика достаточно мощная. Начальная скорость полета пули составляет больше 250 м/с, что всего в 2-2,5 ниже огнестрельного оружия. При этом формируется серьезная двойная отдача как в обратную сторону от выстрела, так и по его траектории.

 

“Оптика для мощной пневматики должна легко справляться с разновекторной отдачей и даже через сотни выстрелов оставаться в рабочем состоянии”, — отмечают в Grandway. Чтобы этого добиться производители специальным образом дорабатывают прицелы:

• надежно закрепляют линзы в корпусе со всех сторон;
• создают специальные кронштейны;
• проводят тесты на выносливость

 

“Правильная оптика выдерживает любые нагрузки, создаваемые механизмом пневматической винтовки без последствий для своей системы линз. Внимательно изучайте характеристики прицела, поскольку даже высокая цена и принадлежность для огнестрельного оружия не гарантируют его качественную работу на пневматике”, — подчеркнули специалисты.

Диаметр апертуры

Эксперты не рекомендуют для установки на пневматические винтовки оптику с диаметром апертуры объектива больше 50 мм. Моделей этих габаритов и производительности вполне достаточно для того, чтобы закрыть все потребности пневматики. Плюс, большой объектив плохо противостоит обратной отдаче, что приводит к скорой поломке.

Действительно, выбрать оптический прицел на пневматическую винтовку не просто. В этом деле, главное — внимательность и контроль. Выбирая модель прицела, удостоверьтесь, что он создан именно для такого типа винтовок. В таком случае проблем с эксплуатацией не возникнет.

Винтовка PCP. Особенности конструкции и основные преимущества

Ценность данного оружия заключается в удобстве и полноценном функционировании механизма перезарядки без вмешательства человека. Поскольку винтовка РСР имеет недвижимый ствол, то и выстрелы обладают высокой степенью мощности и точности попадания …

Уверенность в каждом движении со Sportremont Service

Работа компании с 2012 года принесла много успеха всем сотрудникам. Мы определили свои цели еще в начале пути и максимально адаптировали работу к особенностям современного рынка. Основным направлением компании является …

Делаем освещение спортивной площадки — чем лучше осветить и как подобрать прожекторы правильно?

Когда есть желание и возможность заниматься любимым спортом дома в ночное время, нужно позаботиться о правильном освещении, ведь это залог комфортной игры. Самые популярные в Украине варианты — теннисный корт …

Продажа шагающий экскаватор 20/90

Цена договорная
Используются в горнодобывающей промышленности при добыче полезных ископаемых (уголь, сланцы, руды черных и
цветных металлов, золото, сырье для химической промышленности, огнеупоров и др.) открытым способом. Их назначение – вскрышные работы с укладкой породы в выработанное пространство или на борт карьера. Экскаваторы способны
перемещать горную массу на большие расстояния. При разработке пород повышенной прочности требуется частичное или
сплошное рыхление взрыванием.
Вместимость ковша, м3 20
Длина стрелы, м 90
Угол наклона стрелы, град 32
Концевая нагрузка (max.) тс 63
Продолжительность рабочего цикла (грунт первой категории), с 60
Высота выгрузки, м 38,5
Глубина копания, м 42,5
Радиус выгрузки, м 83
Просвет под задней частью платформы, м 1,61
Диаметр опорной базы, м 14,5
Удельное давление на грунт при работе и передвижении, МПа 0,105/0,24
Размеры башмака (длина и ширина), м 13 х 2,5
Рабочая масса, т 1690
Мощность механизма подъема, кВт 2х1120
Мощность механизма поворота, кВт 4х250
Мощность механизма тяги, кВт 2х1120
Мощность механизма хода, кВт 2х400
Мощность сетевого двигателя, кВ 2х1600
Напряжение питающей сети, кВ 6
Более детальную информацию можете получить по телефону (063)0416788

Установка оптического прицела на пневматическую винтовку. Что делать, если оптика «ползет»

При установке оптики на пружинно поршневую пневматику, особенно магнум класса, очень многие сталкиваются со «сползанием» оптики. Про кольца даже речь не идет: нельзя их использовать на ППП. Но и моноблоки не всегда обеспечивают достаточный уровень фиксации.

«Правильный» моноблок для установки оптики на ППП винтовку

Если труба прицела ползет в кольцах моноблока

Некоторые умники считают, что если упереть барабан поправок в кольцо, то оптика ползти перестанет. Только вот делать этого ни в коем случае нельзя. «Поползновения» свидетельствуют о том, что оптика зафиксирована не достаточно жестко. А уперев узел барабана поправок в кольцо моноблока можно создать все условия для «убийства» прицела в чистом виде. При вибрации оптика все равно будет ползти. При выстреле возникает двухвекторная отдача, которая, как волна, будет сдвигать оптику назад, а при движении вперед, бить об барабан. То есть и так страдающий от отдачи прицел будет получать дополнительный удар при каждом выстреле из-за неправильной установки. Как быстро выйдет из строя барабан поправок – всего лишь вопрос времени.

По этому, ни в коем случае нельзя упирать узел поправок в кольцо моноблока! Между ними всегда должно быть небольшое расстояние.

Правильная установка оптики подразумевает притирку колец. Но это требует должных навыков и инструмента. Что же делать новичку?

Есть несколько простых, работающих но не очень правильных решений.

— Удалите из колец родную тряпочку-прокладку. Их обычно приклеивают очень криво. Вместо нее можно вклеить обычный медицинский пластырь. В дальнейшем он сможет обеспечить хороший контакт с поверхностью.

— Установите прицел в кольца и затяните винты в последовательности, как показано на рисунке. Затягивать винты нужно крепко, но аккуратно: не повредите трубу прицела! Оставьте на пару дней, за это время пластырь примнется, и станет занимать гораздо меньше пространства в кольцах.

Правильная последовательность затягивания винтов при установке оптического прицела

После того, как прицел отдохнул, можем продолжить:

— Сделайте спиртовой раствор канифоли.

— Пропитайте им пластырь и снова установите прицел в кольца моноблока.

— Перед тем, как затягивать винты, обработайте их локтайтом (Locktite) – это фиксатор резьбовых соединений. Важно: из-за отдачи алюминиевые винты в кольцах моноблока очень любят раскручиваться, соответственно жесткость конструкции уменьшается. Поэтому, если не воспользоваться фиксатором, ваш прицел все равно поползет.

Если прицел «ползет» по «ласточкиному хвосту»

Вариант первый: купите моноблок со стопорным винтом (если в компрессоре предусмотрено под него отверстие).

Вариант второй: купите специальный стопор, с резиновым демпфером. Родные обычно малоэффективны. К тому же, бывали случаи, как кусок моноблока срезало об родной стопор.

База «Ласточкин хвост» 1мм

Мне не нравятся оба варианта. Оба предусматривают решения, при которых моноблок, так или иначе, будет вибрировать, просто это будет не слишком заметно. А вот прицел ощутит по полной программе.
Стопорный винт, к тому же, очень часто срезает. Либо, если он не родной, из комплекта, а нормальный каленый, вполне вероятно, что он сможет «выгрызть» кусок моноблока.

Стопор с демпфером держит прицел на месте, но увеличивает вибрации, которые на него приходятся. По сути, прицел начинает толкать туда-сюда, просто это не так заметно.

Я поступал следующим образом:

— Лейкопластырь на ластохвост, завинтить и оставить. После того, как пластырь примнется, обработать раствором канифоли со спиртом. В принципе, раствор можно наносить непосредственно на ластохвост, но в некоторых случаях это не спасает.

— Заменить винты моноблока калеными, поставить шайбы. Иногда хватает и просто шайб.

— Завинтить винты, предварительно капнув локтайт. Но, снять прицел будет проблематично. Если вы планируете транспортировать или хранить оптику отдельно, можно воспользоваться обычным женским лаком для ногтей: и снять не сложно, и самопроизвольно винты не будут раскручиваться.

Вконтакте

Facebook

Twitter

Google+

LiveJournal

E-mail

как выбрать, советы и рекомендации, список лучших моделей

Многие охотники используют пневматическую винтовку или пистолет для ведения промысла. В отличие от огнестрельного оружия, пневматика обладает несколькими преимуществами: относительно тихим выстрелом и отсутствием необходимости получать специальную лицензию для приобретения и хранения стрелковой единицы (мощность не должна превышать 7,5 Дж). Но чтобы «воздушка» показала себя во всей красе, потребуется установить на нее хорошее прицельное приспособление. О том, какой прицел для пневматической винтовки использовать, поговорим в статье.

Типы прицелов для пневматического оружия

Стандартный открытый винтовочный прицел, состоящий из фиксированной мушки и регулируемого целика, используется для охоты крайне редко, ведь с помощью такого приспособления человек не может вести прицельный огонь с большой дистанции. Альтернативный вариант — установить «обвес», позволяющий целиться более точно или быстро:

• оптика — подходит для тренировочной и спортивной стрельбы в тире, а также для охоты и развлечений на открытом воздухе;
• коллиматор — применяется на ближних дистанциях и чаще всего используется охотниками-промысловиками;
• диоптрика — прицел, подходящий для точной стрельбы по круглым неподвижным мишеням — применяется в соревновательной и тренировочной стрельбе;
• лазерный целеуказатель (ЛЦУ) — устройство, обеспечивающее быструю стрельбу навскидку с расстояния не более 10 метров (подойдет охотникам и страйкболистам).

Независимо от того, решили ли вы использовать оптический, диоптрический или коллиматорный прицел для пневматики, в следующих разделах отыщется подробная информация, позволяющая подобрать подходящее устройство.

к содержанию ↑

Критерии выбора

Сложные прицельные приспособления (оптика, коллиматор) обладают определенными критериями по выбору, с помощью которых покупатель может подобрать «обвес», руководствуясь индивидуальными предпочтениями.

Кратность

Актуальна для оптических прицелов, реже — коллиматоров. Данный параметр говорит об увеличительных возможностях прицельного приспособления. Но не стоит гнаться за максимальным показателем в 32x. Для пневматики обычно хватает параметра в 4x-8x — причин тому несколько:

1. Стоимость устройства. Чем выше кратность оптики, тем больше денег придется отдать за «обвес».
2. Эффективность — прицелы с высокой кратностью лучше всего показывают себя при стрельбе с расстояния 300 метров и более (пневматика на такую дистанцию не рассчитана).
3. Двойная отдача — главная особенность пружинно-поршневой пневматики. Дешевые прицелы с низкой кратностью не имеют сложного устройства, следовательно, они будут более устойчивы к инерции.
4. Настильность траектории. Пуля, выпущенная из винтовки с мощностью до 7,5 Дж, начинает терять высоту после 70 метров полета, так что даже при использовании оптики приходится целиться выше мишени.

Коллиматорные прицелы не предназначены для стрельбы на дальних дистанциях, так что имеют возможность увеличения изображения довольно редко. Но даже навороченное устройство с увеличительными линзами вряд ли будет обладать кратностью более 2x.

к содержанию ↑

Прицельная сетка

Параметр особенно актуален для оптических и коллиматорных прицелов. Прицельная сетка (марка) может быть представлена в виде перекрестия, перекрестия с точкой, круга, круга с точкой, треугольника и прочих изображений. Охотники сходятся во мнении, что лучше всего в роли марки показывает себя сетка Mil-Dot, позволяющая стрелять с «выносом» точки прицеливания от центра мишени.

Прицельная сетка меняет свое положение при регулировке тактических барабанчиков. Каждый щелчок говорит о смещении линзы на 0,1 миллиметр от изначального положения. С помощью такой особенности можно высчитывать оптимальные показатели для стрельбы на средних и дальних дистанциях, а затем переключаться между ними прямо на охоте.

Коллиматорные прицелы имеют возможность регулировки яркости прицельной марки — полезная функция для охотников, предпочитающих отправляться за добычей в сумерках и продолжать промысел днем. Современный «обвес» средней стоимости отличается 11-ю градациями яркости — достаточный показатель для профессионального промысловика.

к содержанию ↑

Диаметр линз

Размер линз напрямую влияет на угол обзора оптики и качество изображения. У прицела с диаметром объектива 50 мм прицельная марка видна четче, а картинка намного ярче и насыщеннее, чем у обвеса с 20 мм диаметра линз. И хотя это напрямую влияет на стоимость устройства, экономить на данном параметре не рекомендуется — при использовании дешевой оптики быстро устают глаза.

Оптимальный размер линз для пневматической винтовки — 35 миллиметров. Слишком большой прицел будет не только стоить дороже, но и больше весить. Тяжелый «обвес» может негативно повлиять на баланс оружия. Хотя это не так важно для человека, предпочитающего охотиться из засады, а не с подхода.

к содержанию ↑

Советы по выбору

Помимо изложенных особенностей прицелов, рекомендуется учитывать некоторые качества самой пневматики. К примеру, дешевый обвес не выдержит большой отдачи от пневматики класса «магнум». В то же время газобаллонная «воздушка» не имеет двойной отдачи, поэтому на нее можно устанавливать практически любой прицел.

Пружинно-поршневая пневматика

Яркими примерами служат модели MP-512, MP-60 и MP-61. Основная особенность такого оружия заключается в характерной двойной отдаче — после удара в плечо винтовка дергается вперед. В связи с этим оптика или коллиматор для такой винтовки должен иметь надежное крепление. Конкретные модели прицелов представлены в списке ниже:

• Combat 4×32;
• Veber 3-7×20;
• Veber Black for Fox 6×40.

Помимо прицела, также придется докупить несколько колец типа «ласточкин хвост» (11 миллиметров) — самый распространенный вид крепления для российских «воздушек». Стоят они очень дешево, так что приобретите их сразу.

Прицел Combat 4×32 отличается надежным креплением.

Покупать дешевые китайские прицелы — не лучшая идея. Даже если «обвес» рассчитан для крепления на пневматику с мощностью дульной энергии 7,5-10 Дж, речь идет о газобаллонных винтовках. Пружинно-поршневое оружие обладает двойной отдачей, так что его мощность стоит увеличивать в два раза — получите максимальное количество энергии, которое выдерживает оптика. Кроме того, большинство производителей китайских прицелов снимают с себя гарантийные обязательства, если «обвес» был установлен на пружинно-поршневую винтовку.

к содержанию ↑

Пневматика «Магнум»

К данной категории пневматики относится любая винтовка или пистолет, мощностью от 15 до 24 Дж. Среди российских охотников наибольшей популярностью пользуется Hatsan Striker Edge и Hatsan 125 Magnum (Турция). Основное отличие пневматики класса «магнум» состоит в ее высокой мощности выстрела (начальная скорость 300 м/с и выше). Так что под такую «воздушку» понадобиться очень качественный «обвес», способный выдержать большую отдачу. Вот список фирм, выпускающих такие прицелы:

Неплохое соотношение цены и качества имеют прицелы от Волгоградского оптико-механического завода (ВОМЗ). В отличие от импортных моделей, они не обойдутся в 80% от стоимости оружия, но исправно прослужат в течение 5-6 лет.

к содержанию ↑

Винтовки с предварительной накачкой

Основная особенность винтовки с предварительной подкачкой (PCP) — практически полное отсутствие отдачи, негативно воздействующей на прицел. Такое оружие эффективно используется для стрельбы на дальних дистанциях, так что на него можно устанавливать оптику кратностью от 4x до 12x. Единственный нюанс — стоит такое оружие довольно дорого и нуждается в постоянной подкачке газового баллона. Несколько прицелов, которые будут неплохо смотреться на PCP-винтовке:

• Hawke Sidewinder Tactical 10×42;
• Hawke Vantage IR 3-9×40 AO IR;
• 8×48 «Пилад».

Прицел Hawke Sidewinder Tactical 10×42 подходит для винтовок с предварительной подкачкой.

Если бюджет ограничен — лучше выбрать модель с постоянной кратностью (1-й или 3-й вариант). В этом случае обращайте внимание для стрельбы на какой дистанции рассчитан тот или иной оптический прицел.

к содержанию ↑

Стрельба по падающим мишеням

Для тренировочной или развлекательной стрельбы по падающим мишеням вовсе не обязательно выбирать дорогостоящий «обвес» с регулируемой кратностью. Главным требованием к прицельному устройству является качество линз, ведь смотреть в объектив придется практически не отрываясь. Поэтому лучше всего будет обзавестись панкратическим прицелом с диаметром линз 40-50 мм — стоит он не слишком дорого (10-15 тысяч), но гарантирует комфортную стрельбу в тире и на улице.

к содержанию ↑

Коллиматорный прицел для пневматики

«Воздушкой» с коллиматорным прицелом уже вряд ли кого-то удивишь. Такое оружие гарантирует точность стрельбы «навскидку» — особенно важный нюанс для охотников и страйкболистов. Основная особенность устройства заключается в его фиксированном (для определенной дистанции) паралаксе. То есть, с какого бы угла стрелок не посмотрел в мушку, она всегда будет указывать на точку попадания пули. Вот несколько моделей, подходящих для установки на российские винтовки:

• Combat 1x22x33;
• Veber 1x22x33 DT;
• Veber 1x20x30;
• ПК-02.

Коллиматорный прицел Combat 1x22x33 для пневматического оружия.

Устанавливать на пневматику коллиматор с возможностью увеличения изображения будет излишне. Во-первых, такой обвес обычно выпускается под крепление «Вивера» или «Пикатинни». Во-вторых, пользы от него на охоте или страйкболе будет не много. В-третьих, стоит такое устройство гораздо больше, чем обычный коллиматор без возможности регулировки.

к содержанию ↑

Лазерный прицел

Установка ЛЦУ — довольно распространенная практика среди владельцев пневматического оружия. Такой «обвес» можно совмещать с другим прицельным приспособлением (например, оптикой), что расширяет возможность использования оружия в разы (можно стрелять не только через прицел, но и «навскидку»). Однако лазерный целеуказатель окажется наиболее эффективным при стрельбе с расстояния до 10 метров.

Чаще всего ЛЦУ устанавливают на страйкбольные пистолеты, использующие баллон со сжатым воздухом в качестве основного источника энергии. Однако если крепление будет надежным, то целеуказатель также можно присоединить к ложе газо-пружинной винтовки. Исходя из этого, следует уделять пристальное внимание качеству кронштейна. Что касается ЛЦУ, достаточно выбрать «обвес», который способен работать в течение нескольких часов.

к содержанию ↑

Диоптрический прицел

Диоптрика — это особая разновидность кольцевого прицельного приспособления, состоящая из кольцевой или пеньковой мушки, а также целика с отверстием в виде диска. Такое устройство гарантирует высокую точность стрельбы, поскольку человеческий глаз способен интуитивно распознавать положение, при котором мушка находится ровно посредине мишени. Главным недостатком такого прицела является его ничтожно малый угол обзора. Именно поэтому диоптрика не используется для развлечений и охоты — в основном ее применяют спортсмены.

к содержанию ↑

Прицел ночного видения

Особая разновидность прицельного приспособления, использующаяся для стрельбы в условиях плохой освещенности. Данная категория прицелов подразделяется на два типа: нового (цифровые) и старого поколения. И хотя у цифры есть множество неоспоримых преимуществ, стоит она очень дорого, поэтому для владельца пневматики будет лучше выбрать что-то из бюджетной категории.

Если финансы для вас не играют большой роли, то будет нелишним ознакомиться с преимуществами ПНВ нового поколения:

1. Невосприимчивость к отдаче. Цифровой «обвес» способен выдерживать инерцию даже при использовании огнестрельного оружия, а уж отдачу от ударно-поршневой винтовки он вовсе не почувствует.
2. Возможность смены типа цифровой сетки. Прицельная марка Mil-Dot, которая считается лучшей для пневматического оружия — в ассортименте.
3. Возможность создания пристрелочных профилей — пригодится для стрельбы на разных дистанциях.
4. Цифровое увеличение. Его главная особенность состоит в том, что вместе с масштабом изображения увеличивается и сетка.
5. Режим «кадр в кадре» — обеспечивает точное и быстрое прицеливание.
6. Высокое качество изображения на дистанции в 100 метров (расстояние, на котором работает ИК подсветка).
7. Возможность использования прицела днем (достаточно выключить режим подсветки) — пригодится для тренировочной стрельбы.

Самые дорогие ПНВ, например, модель Pulsar Digisight Ultra N455, оснащены встроенными лазерными дальномерами — показывают дистанцию до цели. Это невероятно удобная вещь для быстрого внесения поправок. Используя такой прицел, попасть в уязвимое место зверя не составит труда, даже если он будет находиться на расстоянии 100 метров.

Среди бюджетных моделей ПНВ наибольшим спросом пользуется марка Phonton RT 4,6×42. Хоть «обвес» и не имеет лазерного дальномера, а также не может использоваться на сильном холоде (–15 градусов по Цельсию), он не обойдется в целое состояние.

к содержанию ↑

Пристрелка пневматики

Пристрелка пневматической винтовки — важнейший подготовительный этап перед использованием оружия. Во многом процедура зависит от типа прицельного приспособления, закрепленного на винтовке. Однако обычно процесс сводится к следующим действиям:

1. Выбор места для пристрелки. Лучшим решением станет поход в тир — в замкнутом пространстве на оружие не воздействуют отрицательные погодные условия (сила ветра, влажность воздуха). Альтернатива — дождаться безветренного солнечного дня и отправиться в охотничьи угодья, где вас никто не потревожит.
2. Выбор позиции для стрельбы. Пространство должно быть достаточно открытым и хорошо просматриваемым. За мишенями ни в коем случае не должно быть густой растительности, за которой может оказаться случайный прохожий. Лучшей позицией для стрельбы окажется карьер или длинный овраг.
3. Подготовка оборудования. В идеале у вас должен быть в наличии специальный станок, обеспечивающий надежную фиксацию оружия в одном положении. Если такого устройства нет, подойдут сошки или мешки с песком. Самое главное — обеспечить для винтовки устойчивое положение.
4. Стрельба и корректировка. Как только все будет готово, стреляем в нижнюю часть мишени от 3 до 5 раз, не меняя точку прицеливания. Расстояние до цели зависит от типа настраиваемого прицела, но обычно пристрелка пневматики начинается с 10 метров. Если кучность боя оказалась приемлемой — настраиваем прицел, используя специальные винты или барабаны.

Дальше необходимо постепенно увеличивать расстояние, попутно настраивая коллиматор или оптику. Если вас интересует более подробная информация о пристрелке пневматики — можете ознакомиться с другой нашей статьей на эту тему.

к содержанию ↑

Лучшие прицелы для пневматики

Было бы несправедливо назвать 1-2 лучших прицела для пневматики, ведь критерии оценки «обвеса» могут быть разными: цена, качество, кратность, качество изображения и так далее. Так что мы решили не устраивать никаких топов, а просто назвать несколько конкретных моделей, на которые стоит обратить внимание той или иной категории покупателей.

Лучший бюджетный прицел

Большинство владельцев пневматики сходятся во мнении, что прицел Veber 4×20 является лучшим из бюджетного класса. Это устройство рассчитано для стрельбы из винтовки с дульной энергией до 7,5 Дж, но при этом способно выдерживать двойную отдачу пружинных моделей. Несмотря на довольно маленький размер объектива (20 мм), качество изображение находится на приемлемом уровне. Приятным дополнением станет то, что в комплекте с оптикой идет кронштейн «ласточкин хвост».

к содержанию ↑

Лучший прицел для винтовки «магнум»

И снова владельцы «воздушек» отдают предпочтение компании Veber, но на этот раз модель носит название Veber 3-9×40. Помимо возможности увеличения кратности от 3x до 9x, «обвес» также может похвастаться качественными линзами с диаметров в 40 миллиметров. Надежное крепление способно выдерживать самую сильную отдачу, а все барабанчики и линзы защищены специальными колпачками, предотвращающими загрязнение.

к содержанию ↑

Лучший коллиматорный прицел

P1x30 «Пилад» по праву заслуживает называться лучшим коллиматором. В комплекте с устройством идет 11-миллиметровое крепление под прицельную планку «ласточкин хвост», рассчитанное даже под усиленную пневматику типа «магнум». Устройство отлично подходит для работы даже в экстремальных погодных условиях (от –30 до +50 градусов), имеет влагозащитный корпус. При этом стоимость коллиматора находится на приемлемом уровне.

к содержанию ↑

Лучший лазерный прицел для пневматики

Учитывая то, что лазерные прицелы пользуются популярностью в основном среди страйкболистов, нет ничего удивительного, что лучший ЛЦУ Gletcher W-125 рассчитан на установку под пистолет с газовым баллоном. Хотя возможность крепления на «воздушку» все же есть, если оснастить оружие прицельной планкой «Вивера». Главная особенность устройства — простота и надежность, а также относительно невысокая цена.

к содержанию ↑

Лучший ПНВ для пневматики

Среди приборов ночного видения неоспоримым лидером является Photon RT 4,6×42. Конечно, существует немало более продвинутых цифровых моделей, однако этот «обвес» совмещает в себя практически идеальное соотношение цены и качества, а также обладает всеми основными функциями, необходимыми охотнику. Главное — не охотиться с таким устройством на сильном холоде (не более –15 градусов).

Надеемся, теперь вы знаете какой лучше выбрать прицел, а также как настроить «обвес» для охоты. Подобрав оптимальное прицельное приспособление, вы не только упростите себе процесс стрельбы, но и раскроете потенциал оружия по максимуму. Самое главное — учитывать особенности винтовки и того или иного прицела. К примеру, если одним из недостатков вашей воздушки является двойная отдача, то выбирайте оптику или коллиматор с надежным креплением, иначе настройки устройства будут быстро сбиты.

Как выбрать прицел?

Человек – это существо выраженной и сильной воли. Чтобы покорить мир дикой природы и выбраться на вершину пищевой цепочки, первые люди стали создавать оружие, которое могло бы помочь им в сражении с видами, существенно превосходящими человека физически.

В течение всей истории развития стрелкового оружия, его создатели стремились улучшить мощность, дальность и точность попадания. Настоящая революция произошла во второй половине XIX-го века. Тогда впервые на нарезных охотничьих ружьях стали применяться так называемые «ружейные телескопы».

Выглядели они одиозно – длина трубы первых прицелов зачастую равнялась длине ствола или даже превышала её. Конструкция тех прицелов не была совершенной, она сильно увеличивала габариты и вес оружия. Но полученные результаты по дальности и кучности стрельбы превзошли все возможные ожидания тех времён и развитие прицелов пошло быстрыми темпами.

Типы конструкций прицелов

В наши дни ассортимент самых разных прицельных приспособлений просто огромен. И выбрать подходящую модель может быть непросто. Попробуем разобраться для начала в типах и разновидностях прицелов.

Каждый человек, который хотя бы раз держал в руках оружие знаком с простейшим механическим типом прицела – мушки и целика. Пользоваться им просто, и таким прицелом оборудован практически любой экземпляр огнестрельного или пневматического оружия. Возможностей этого прицела вполне достаточно для стрельбы из гладкоствольного ружья. Но из-за особенностей человеческого зрения механический прицел не всегда эффективен, так как вы не можете сфокусировать взгляд на целике, мушке и цели одновременно.

Здесь приходит на помощь коллиматорный прицел, который получил широкое распространение в последнее время. Пользуясь таким прицелом, стрелок смотрит сквозь линзу без увеличения, на которую проецируется подсвеченное изображение перекрестия или точки. Прежде чем совершить выстрел, необходимо просто совместить целеуказатель с целью. Использование такого прицела не сложнее механического, но есть огромные преимущества в том, что вы можете постоянно держать взгляд на цели, а благодаря подсветке целеуказателя, без проблем заниматься стрельбой при плохом освещении.

Коллиматорные прицелы могут иметь как открытый, так и закрытый корпус, отличаться размерами и весом. Но, так или иначе, принцип работы этих устройств единый.

Такие прицелы прекрасно зарекомендовали себя в применении с оружием ближнего боя, наведение на цель происходит вдвое быстрее, чем с целиком и мушкой. Они просты, удобны и компактны. Популярным представителем коллиматорного прицела является модель Delta Optical MiniDot. 

Но самой неотъемлемой частью образа настоящего снайпера является, безусловно, оптический прицел. Его развитие и совершенствование позволило выделить снайпера в отдельную тактическую единицу на поле боя, достигнуть серьёзных результатов профессиональным охотникам, спортсменам и просто любителям оружия. Именно оптический прицел позволил мастерам своего дела совершать невероятно точные выстрелы на расстояния в пару километров.

Оптический прицел по своему устройству близок к обычной зрительной трубе. В передней части корпуса установлен объектив, в фокальной плоскости которого и находится стекло с нанесённой прицельной сеткой. В зависимости от типа конструкции, объектив может иметь классическую ахроматическую двухлинзвоую схему, или более сложную многолинзовую с применением низкодисперсных стёкол в дорогих моделях.

В задней части корпуса находится окуляр. В моделях с переменной кратностью между окуляром и прицельной сеткой может быть установлен панкратический элемент. Это небольшая подвижная группа линз, перемещение которой и вызывает смену увеличения.

Какую кратность выбрать?

Первой цифрой в названии прицела обычно указана кратность, второй — диаметр объектива. То есть оптический прицел с индексом 4х32 будет иметь увеличение 4х, а диаметр объектива 32мм. Если же в первом индексе указан некий диапазон, например 3-9х40, это значит, что прицел оснащён панкратической системой и имеет переменную кратность от 3х до 9х при диаметре объектива 40мм.

Большая кратность, на первый взгляд, обеспечит лучшую точность стрельбы. Однако гнаться за увеличением не стоит. С ростом увеличения уменьшается поле зрения, то есть цель сложнее отыскать или отслеживать. Кроме того сильно досаждает подёргивание изображения из-за триммера рук.

Подбирая кратность прицела нужно определиться с дистанцией, на которой будет вестись стрельба и, конечно, размерами цели. На расстоянии до 200-300м комфортными будут 3-5х. Чтобы хорошо рассмотреть цель размером 0,5х0,5м на дистанции 800-1000м понадобится около 10-16х. Большинство серьёзных армейских прицелов обычно имеют максимальное увеличение порядка 12х, что подразумевает стрельбу на дистанцию до 1300м. Кратность большая этой может быть востребована лишь в ситуации, когда необходимо совершить выстрел с большого расстояния в мишень маленького размера.

Прицел с переменной кратностью будет, конечно, универсальным. На большом расстоянии вы используете максимальное увеличение, а к минимальному переходите лишь для панорамного наблюдения, поиска, отслеживания цели или выстрела с близкой дистанции.

Но стоит помнить и о том, что за стоимость прицела с переменным увеличением вы можете приобрести прицел с фиксированной кратностью лучшего качества. Поэтому ещё раз подумайте и определитесь с задачами. Ведь для стрельбы из недорогой пневматической винтовки на 50-100м «супер-прицел» с возможными 16х или 24х точно будет ни к чему.

К тому же, панкратический прицел имеет менее надёжную конструкцию из-за ввода в систему дополнительного оптического элемента и механизма для него. Подобная модель, особенно, в недорогом исполнении, может со временем разрушиться на винтовке с сильной отдачей. Особенно об этом стоит помнить владельцам пружинно-поршневой пневматики.

Объектив и окуляр

Сердцем любого оптического прибора является объектив. Оптический прицел не исключение. В целом качество изготовления оптики и её просветления будет зависеть от той ценовой категории, в которой вы решитесь приобретать прицел. Картинка, которую строит объектив, зависит от применённой оптической схемы, химического состава стёкол и качества просветляющего покрытия.

Выбирая прицел впервые, эти параметры оценить непросто, особенно новичку. Стремясь приобрести действительно качественную вещь, своё предпочтение стоит отдать именитым производителям с серьёзной производственной базой и опытом выпуска разнообразных оптических приборов. В таком случае вы уверенно получите хорошее соотношение цены и качества, даже в бюджетном диапазоне.

На размер самого объектива стоит обратить отдельное внимание. Объектив большого размера собирает больше света, соответственно строит более яркую картинку, особенно в пасмурную погоду или в сумерках. Это безусловный плюс, он окажется полезен при сложных условиях стрельбы.

Очевидным минусом здесь станет большой размер и вес прицела, а также его стоимость. Оптимальным для любительской стрельбы на небольшие расстояния станет диаметр 24-32мм. Опять же из-за сильной отдачи пружинно-поршневых винтовок, лучше ограничить диаметр объектива и выбрать модель с фиксированной кратностью. Если вы планируете приобрести прицел с трансфокатором для других типов пневматики или огнестрельного оружия, то с большим увеличением лучше справится объектив около 40мм или больше. Брутально выглядящие гиганты с диаметром 50-60мм лучше оставить для военных и серьёзных охотников.

Если у вас есть проблемы со зрением, обратите внимание на окуляр прицела и проверьте наличие диоптрийной коррекции. Важным параметром является также вынос зрачка. Его должно быть достаточно для удобного расположения головы у приклада винтовки. В большинстве случаев, выноса у всех современных моделей хватает для разных типов монтажа.

По возможности, проверьте прицел на отсутствие дисторсии — это аберрация, которая порождает искажения формы и размеров прямолинейных предметов. Для проверки нужно просто навести прицел на предмет с чёткими прямыми углами и ровными сторонами, если на картинке всё так же ровно – порядок.

Другим важным моментом является поле зрения прицела, которое при прочих равных определяет окуляр. Выбирая между двумя прицелами с одинаковыми характеристиками увеличений, предпочтение стоит отдать модели с большими значениями поля зрения. В более качественных и дорогих изделиях применяют многолинзовые широкоугольные окуляры, которые обеспечивают больший угол обзора с тем же приближением.

Корпус и крепление прицела

При совершении выстрела, оптика и механика прицела поддаются огромным пиковым нагрузкам. Конечно, это зависит от силы отдачи и мощности винтовки, тем не менее, хорошая «встряска» оптике обеспечена. Чтобы добиться постоянства результата, исправной работы регулировочных механизмов и, как следствие, хорошей кучности стрельбы, механическая часть прицела должна быть выполнена на очень высоком уровне.

Корпус большинства достойных изделий выточен из цельного куска дюралюминиевого сплава и собран герметично, а на топовых моделях заполнен азотом для предотвращения запотевания изнутри. Трубка крепится на винтовку с помощью двух колец или моноблока с размерностью 25,4мм (1 дюйм) или 30мм, у более крупных представителей. На самой винтовке производитель для этого часто устанавливает крепёжные планки Пикатинни. В их отсутствие, поставить планки может сам стрелок.

Кольца удобны в использовании и дают некоторую свободу при установке прицела. Моноблок же обеспечит большую жёсткость и скорее подойдёт для установки на винтовку с сильной отдачей. Одна из моделей с моноблоком Delta Optical Entry 6×42. 

Фокусировка изображения и явление параллакса

Разобравшись с конструкционными особенностями, перейдём к механическим регулировкам. Первое, на что стоит обратить внимание, это тип применённого механизма фокусировки. Это может быть:

• Фокусировка с помощью объектива (обозначается в названии модели AO – Adjustable Objective). Как пример, у модели Delta Optical Titanium 4.5-14×44 FFP AO  

• Фокусировка с помощью окуляра (обозначается в названии модели RF – Rear Focus, используется на прицелах с фиксированной кратностью). Такой тип фокусировки у Delta Optical Entry 4×32 S IR 

• Боковая отстройка параллакса слева от блока поправок (обозначается в названии модели SF – Slide Focus) Как у модели Delta Optical Titanium 5-20×50 SF MD 

Наиболее удобным будет способ боковой настройки параллакса. С ним можно проводить поправки не отрывая взгляд от окуляра, да и в целом его точность несколько выше.

Большинству стрелков, работающих на разных дистанциях, придётся столкнуться с явлением параллакса на практике. Происходит это в тот момент, когда прицельная сетка выходит из фокальной плоскости объектива после фокусировки.

При этом из-за смещения глаза с оптической оси прибора, прицельная марка может немного «уйти» с цели и о точности выстрела говорить уже не придётся. Фокусировка с поправкой параллакса позволяет вывести прицельную марку в фокус объектива и стрелок увидит чёткими, как цель, так и марку.

Некоторые прицелы не имеют фокусировки в принципе и рассчитаны на фиксированный параллакс. Обычно заложено расстояние от 100м, на этом и большем расстоянии параллакс уже отсутствует. Такая оптика подойдёт охотнику на крупного зверя, но окажется совсем некстати, например, на пневматической винтовке, где стрельба может проводиться на малых расстояниях.

В принципе, если вы планируете вести стрельбу с небольшой дистанции, обязательно уточните минимальное расстояние фокусировки прицела. Если оно окажется, например 80м, а стрельба будет вестись с 50м, вы получите размытую картинку, которая не даст возможности хорошо рассмотреть цель и будет сильно утомлять глаза.

Корректировки

Справа и сверху в блоке корректировок оптического прицела имеются барабанчики поправок по высоте и азимуту. Мастерское владение системой, точное определение расстояния и необходимых поправок на ветер сразу отличают опытного стрелка.

Барабанчики поправок обычно спрятаны под защитными колпачками, которые откручиваются по резьбе руками, или с помощью отвертки. Существуют также, так называемые «тактические» высокие барабанчики. Если стрелку нужно часто менять дистанцию стрельбы и вносить поправки на ходу, открытые тактические барабанчики, как у прицела Delta Optical Titanium 4,5-30×50 SF MCZ будут удобнее. 

В большинстве современных оптических прицелов используется шкала MOA. Исчисления производятся в миллирадианах, а цена деления барабанчика в случае с прицелами Delta Optical может быть равна ¼ или 1/8 шкалы MOA.

Больший диапазон регулировок лучше, ведь позволит делать большие поправки. Особенно важен диапазон вертикальной поправки при стрельбе из маломощной пневматики на большие расстояния. Под действием сил тяготения лёгкая пуля пролетает по заметной дуге и, не имея диапазона хотя бы в 15-20 MOA коррекции вниз, вы, скорее всего даже не увидите точку попадания. Некоторые ухищряются, проложив вкладыш под крепёжные кольца, чтобы изначально опустить прицел вниз. Но модель с хорошим диапазоном — решение куда более изящное.

Прицельная сетка

В начальных моделях оптических прицелов Delta Optical используются в основном прицельные марки типа Mil Dot и Douplex.

Сетка Mil Dot размечена в миллирадианах. На корпусе или в паспорте прицела указана величина деления на заданном расстоянии. Это может быть, например, 10см на расстоянии 100м. Этим можно пользоваться, определяя расстояние к цели. Достаточно найти в поле зрения объект или мишень с известным размером 10см в поперечнике и, если её удалось уложить между двумя точками, значит, расстояние к цели составляет 100м.

Douplex проще, но и его обычно вполне достаточно. Идеальным способом для измерения дистанции в любом случае станет лазерный дальномер и, исходя из, полученной информации, вы вносите корректировки, или просто целитесь другим местом.

На некоторых моделях серии Titanium часто используется дальномерная сетка, например MCZ. Она, безусловно, будет полезна более опытным стрелкам, имеющим опыт работы с баллистическими таблицами.

Какой же прицел подойдёт мне?

Разобравшись с особенностями разных прицелов, вдумчивый выбор сделать уже не так сложно, как могло показаться на первый взгляд. Этот выбор должен быть продиктован определенными потребностями и чётким пониманием будущего применения. Рассмотрим несколько вариантов:

• Пистолет и другое гладкоствольное оружие. В большинстве ситуаций вполне достаточно нормальной мушки и целика для меткой стрельбы. Но как лишиться возможности почувствовать себя бойцом армейского спецназа с коллиматорным прицелом? Он здорово ускорит наведение и будет удобным в тёмное время суток. Delta Optical MiniDot – замечательный вариант!
• Пружинно-поршневая пневматика. Этот вид оружия является простым и доступным для обучения стрельбе, спорта или даже охоты на мелкую дичь. Но, тем не менее, ППП предъявляет серьёзные требования к качеству прицела и в первую очередь, надёжности его конструкции. Сильная отдача пружины может убить дешёвый прицел буквально за пару выездов на стрельбище. Конечно, нет смысла приобретать на винтовку за 150-200$ оптический прицел за 500-700$. Но и совсем дешёвых моделей лучше избегать, отдавая предпочтение хорошему середнячку. Основное, о чём стоит помнить — небольшой диаметр объектива до 40мм и желательно фиксированная кратность. Такой прицел элементарно дольше прослужит и не прикажет долго жить после 200-300 выстрелов. Выбирая крепление, лучше остановиться на прочном моноблоке и взять максимально качественную и простую механику из доступных. Хорошим вариантом станет серия Entry от Delta Optical. Если же вы недавно приобрели свою первую маломощную пневматику для обучения стрельбе в тире на маленьком расстоянии, возможно, пока хватит штатных мушки и целика.

• Мультикомпрессорные, CO2 и PCP винтовки, огнестрельные охотничьи винтовки. МК пневматика или газовая CO2 и PCP не особенно требовательны к прицелам. Отдача этих винтовок не велика и можно использовать модели с переменной кратностью. Но для меткой стрельбы лучше смотреть на прицел, который окажется в пору уже довольно недешёвой винтовке. Серия Titanium предлагает очень хорошее качество, не отстающее от мировых лидеров отрасли, но за вполне демократичную цену. Серьёзные охотники, привыкшие работать на больших дистанциях, по достоинству оценят 50мм и 56мм модели серии Titanium.  Великолепное качество механики и хорошо зарекомендовавшая себя в биноклях и подзорных трубах оптика, гарантировано обеспечат высокие результаты.

Выбирая прицельное устройство, помните, что оптика позволяет лишь увидеть цель, а выстрел производите вы. Удачно отстрелятся! И не забывайте соблюдать правила безопасности при обращении с пневматическим и, особенно, огнестрельным оружием.

Выбор PCP- винтовки KRAL Arms

Аббревиатура PCP расшифровывается как «Pre Charged Pneumatic», что означает предварительно заряжающаяся пневматика или пневматика с предварительной накачкой воздуха. Такие винтовки признаны самыми совершенными и продвинутыми на современном рынке пневматики.

PCP-винтовки турецкой компании KRAL Arms в последние годы заняли лидирующие позиции на российском оружейном рынке. На сегодняшний день винтовки Puncher присутствуют на витринах оружейных магазинов по всей России.

Компания KRAL Arms совершила стремительный рывок в развитии винтовок с предварительной накачкой (PCP). Ассортимент настолько велик, что выбрать и купить PCP винтовку сможет как профессиональный стрелок, так и любитель.

Ружья и винтовки KRAL Arms производятся на самом современном оборудовании. KRAL Arms является предприятием с полным циклом производства. Полный цикл производства включает в себя: обработку древесины и металлических деталей, литье, изготовление прессформ, сварку, гравировку, изготовление стволов, лазерную маркировку и гравировку, камуфляжное покрытие, монтаж, испытания, тестовые стрельбы. Все комплектующие изготавливаются на заводе, а это значит, что нет всевозможных наценок, что позволяет товару быть доступным по стоимости.

В оружейном магазине «Люберецкий Арсенал» представлен широкий ассортимент PCP- винтовок KRAL Arms. От базовых моделей в различных исполнениях, булл-папов и моделей с несколькими воздушными резервуарами разного объема.

KRAL Puncher.Maxi.3. Винтовка отличается высоким качеством изготовления. Ложе и приклад изготовлены из турецкого ореха. Приклад отличается удобной конфигурацией, имеется подщечник для комфортного прицеливания. Установлен резиновый амортизирующий тыльник, уменьшающий силу отдачи при выстреле. Kral Puncher Breaker.3 Army. Модель PCP-винтовки по типу булл-пап, с высокой эргономикой, укороченной длиной. Легкая и компактная. Ложе изготовлено из высококачественного полимера, имеется планка Picatinny для установки прицела. KRAL Puncher NP-02. Относится к группе пневматики с двумя воздушными резервуарами. Один резервуар находится в передней части под стволом, а второй в прикладе. Корпус винтовки выполнен из высококачественного ореха, приклад мягкий, прорезиненный для снижения отдачи.

Одним из главных показателей, на что стоит обратить внимание при выборе PCP-винтовки является мощность. Мощность (энергия) винтовки измеряется в Джоулях. Винтовки до 3 Дж не являются оружием, и в России находятся в свободной продаже. Винтовки до 7,5 Дж приобретаются физическим лицом по предъявлению паспорта.

Следующим немаловажным шагом является выбор калибра винтовки. От калибра зависит размер и вес пули, которые влияют на дальность стрельбы. Наиболее распространенные калибры – 4,5 / 5,5 / 6,35 мм. Винтовки калибров 4,5 и 5,5 мм в основном используются в спортивной и развлекательной стрельбе. Более крупный калибр 6,35 мм применяется на охоте (на крупную и мелкую дичь).

После выбора модели, исполнения, мощности и калибра винтовки, встает вопрос, чем доукомплектовать винтовку. В оружейном м-не «Люберецкий Арсенал» в наличии имеется большой выбор PCP-насосов, баллонов, сошек (если планируется стрелять лежа), оптических прицелов.

Немаловажным преимуществом PCP-винтовок является отсутствие сильной отдачи, поэтому совсем необязательно покупать дорогой прицел. Подойдет, например, хорошо зарекомендовавший себя бренд оптических и коллиматорных прицелов SMERSH (который представлен в оружейном м-не «Люберецкий Арсенал»).

При огромном разнообразии PCP-винтовок бывает трудно выбрать подходящую себе модель винтовки. Цена на РСР винтовки отличается, поэтому каждый покупатель найдет для себя оптимальный по всем параметрам вариант.

Продавцы-консультанты м-на «Люберецкий Арсенал» профессионально проконсультируют вас и помогут сделать правильный выбор. PCP-винтовки бренда KRAL Arms отвечают всем потребностям покупателя – качественные, надежные и доступные по цене.

Автономный универсальный картридж для пробоподготовки и ПЦР в реальном времени для быстрой диагностики гриппа

Здесь мы представляем полностью автоматизированную систему с возможностью псевдо-мультиплексирования для быстрой диагностики инфекционных заболеваний. Универсальная система состояла из полимерного картриджа, миниатюрного термоциклера, одноцветных трехкамерных детекторов флуоресценции для полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией в реальном времени (RRT-PCR) и пневматического блока доставки жидкости, состоящего из двух пережимных клапанных блоков и двух пневматических насосов.Одноразовый автономный картридж содержал все необходимые реагенты для очистки вирусной РНК и обнаружения полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР), которые происходили внутри полностью герметичного картриджа. Оператору нужно было только внести образец пациента с буфером для лизиса в картридж, и система автоматически выполнила бы всю подготовку образца и диагностику в течение 2,5 часов. Мы успешно применили эту систему для типирования и субтипирования сезонного гриппа A h2N1, получив чувствительность, сопоставимую с экспериментами, проведенными с использованием ручной экстракции РНК и коммерческого термоциклера.Минимальная обнаруживаемая вирусная нагрузка, составляющая 100 копий на мкл, была определена с помощью серийных экспериментов по разведению. Эта универсальная настольная система подходит для децентрализованной диагностики заболеваний в пунктах иммиграционного контроля и поликлиниках и не требует высококвалифицированных операторов.

У вас есть доступ к этой статье

Подождите, пока мы загрузим ваш контент… Что-то пошло не так. Попробуйте снова?

Система с низким энергопотреблением, обеспечивающая автоматизированную быструю ПЦР

Хотя всесторонний обзор систем и подходов амплификации ДНК выходит за рамки данной статьи, за прошедшие годы были опубликованы многочисленные обзоры в этой плодотворной области с особым упором на микрофлюидные и чиповые системы. на основе ПЦР [21,25,49,53–57].Как показывают эти обзоры, большинство термоциклеров можно классифицировать как временные или пространственные по своей природе [58]. Во временных цикловых устройствах образец остается неподвижным при изменении температуры, тогда как в пространственных циклических устройствах образец перемещается между различными зонами с фиксированной температурой, чтобы получить желаемую температурную историю. Здесь мы обсуждаем репрезентативную выборку конструкций термоциклеров с акцентом на те, которые поддаются интеграции, и те, которые были успешно применены в интегрированных или автоматизированных системах с потенциалом для внелабораторной работы.Чтобы обеспечить основу для сравнения, мы начнем с краткого обзора коммерческих инструментов ПЦР.

1.1. Коммерческий настольный PCR

Большинство коммерческих систем ПЦР представляют собой конструкции с временным циклом, в которых используются термоэлектрические (ТЕ) элементы нагревателя / охладителя Пельтье для модуляции температуры термоблока, несущего образец, — энергоемкий подход (обычно 200–1000 Вт), который в первую очередь подходит для работы в ресурсные лаборатории. Типичные для таких приборов, как Agilent SureCycler 8800, Bio-Rad C1000, Eppendorf Mastercycler Pro, Life Technologies GeneAmp 9700, Roche LightCycler 96 и Thermo Scientific Arktik, литература поставщиков указывает максимальную скорость линейного изменения температуры в 1.Диапазон от 5 до 5 ° C / сек, однородность температуры от образца к образцу от +/- 0,1 до 0,5 ° C и точность температуры +/- 0,25 ° C для объемов образца, типичных для стандартных центрифужных пробирок объемом 0,1, 0,2 и 0,5 мл и 96- или 384-луночные планшеты. Некоторые компании работали над улучшением скорости нарастания за счет оптимизации конструкции термоблока (Bio-Rad S1000: 2,5–6 ° C / с, 700 Вт), выбирая материалы для блоков с высокой проводимостью, но с низкой тепловой массой, такие как серебро (Eppendorf Mastercycler Pro S: 4.5– 6 ° C / с, 950 Вт), уменьшение системы и реакционных объемов (Thermo Scientific Piko: 4.5–5 ° C / с, 180 Вт [11]), уменьшение размера блока и количества образцов (Chai Biotechnologies OpenPCR, 1 ° C / s, 180 Вт) или изменение отношения поверхности к объему самих пробирок для ПЦР (Cepheid SmartCycler: 2,5–10 ° C / с, 350 Вт [59]; Streck Philisa: 12–15 ° C / с [60]). Даже новаторская конструкция конвективного цикла LightCycler по технологии Айдахо [61,62], воплощенная сегодня в системах Roche LightCycler 2.0 и Qiagen Rotor-GeneQ (номинально 15–20 ° C / с, 1,9–3,6 ° C / с в капилляре, 800 Вт), скорость достигается за счет мощности и портативности.Из примерно 45 опрошенных коммерческих настольных велосипедистов масса инструмента колеблется от 2,5 до 69,5 кг при среднем значении 10,5 кг. Объем инструмента составляет от 1,6 до 250 дм ³ со средним значением 30,4 дм ³ . Масса, объем и мощность этих систем приведены на рис. S1 и S2.

1,2. Микрожидкостный термоциклирование

В отличие от коммерческих циклеров, отформатированных для использования одноразовых центрифужных пробирок или герметичных планшетов с лунками, конструкции микрожидкостного термоциклирования характеризуются двумя существенными отличиями: более высокая сложность (и, следовательно, стоимость) смачиваемых компонентов и большее отношение поверхности к объему.Стоимость, возможно, является наиболее важным решающим фактором при оценке компромисса между повторным использованием и возможностью утилизации, в то время как масштабирование от поверхности к объему определяет влияние артефактов химии поверхности на производительность ПЦР.

1.2.1. Повторное использование против одноразового использования.

Конструктивное противоречие между возможностью повторного использования и одноразовым использованием в системах амплификации ДНК давно признано [63], и хотя стандартная лабораторная практика способствует строгой гигиене ПЦР [51,52] и более консервативному подходу с одноразовым реактором, многие авторы сообщают об успехе в очистка и повторное использование устройств ПЦР различными способами.Известно, что отбеливатель особенно эффективен для обеззараживания нуклеиновых кислот [33,64,65], но гидроксид натрия [66–69], соляная кислота [37,66,69], серная кислота [37], перекись водорода [38], метанол [37,70], бромфеноловый синий [71], буфер [72] и даже промывка только водой [73–75] успешно использовались для очистки микрожидкостных устройств ПЦР. Пракаш и его коллеги предложили снимать и повторно силанизировать ранее обработанные стеклянные ПЦР-чипы между прогонами, чтобы предотвратить унос [68], в то время как Обейд и его команда применили более строгий протокол обеззараживания, выпекая чипсы при 300 ° C и вымачивая в течение ночи в азотной кислоте, чтобы решить проблему длительного хранения. срок накопления белка [73].Конструкции, включающие обеззараживание в режиме онлайн [33,38,72,74], особенно подходят для развертываемых в полевых условиях или переносных приложений, в которых ручная очистка в автономном режиме или автоматическая замена расходных материалов были бы непрактичными и дорогостоящими.

1.2.2. Химия поверхности.

Большинство микрожидкостных пространственных термоциклеров имеют недостаток, заключающийся в том, что подвижный образец контактирует со значительно большей площадью поверхности, чем временные подходы со стационарным образцом. Влияние химии поверхности на эффективность и ингибирование ПЦР в системах с высоким отношением поверхности к объему хорошо известно [76–84].Эти эффекты усиливаются за счет большой эффективной длины транспортировки в пространственных цикловых машинах с потоком [53,74,85,86] и могут дополнительно усугубляться болюсным перемешиванием, присущим многофазному сегментированному потоку в капиллярных и микроканальных устройствах [87,88].

Проточная смесь для ПЦР через полимерные трубки, Гонсалес и его коллеги продемонстрировали адсорбцию ДНК и красителя Sybr Green, зависящую от отношения поверхности к объему, но не зависящую от скорости потока и времени пребывания [85]. Christensen et al. показали, что ингибирование ПЦР из-за взаимодействия полимеразы Taq с кремнием, стеклом и SU-8 может быть преодолено предварительной обработкой бычьим сывороточным альбумином (БСА) или дихлордиметилсиланом [79].Колари и его команда использовали ПЦР в реальном времени для выявления взаимодействий смеси ПЦР с материалами различных микроэлектромеханических систем (МЭМС) и дополнительно протестировали эффекты обработки BSA и поливинилпирролидоном [80]. На основании аналогичных экспериментов Potrich et al. подтвердили, что адсорбция полимеразы Taq, а не ДНК, была вероятным источником ингибирования ПЦР в структурах кремния и пирекса [81]. Кодзиус и его коллеги использовали стратегию инкубации до амплификации для изучения ингибирующих эффектов различных материалов на ДНК и полимеразу, а также подтвердили преимущества BSA для снижения ингибирования [82].В соответствии с этими выводами, многие разработчики микрофлюидной ПЦР сообщили об увеличении концентрации полимеразы в их смеси для ПЦР [77,83,84,89,90], введении добавок [77,82,91] или использовании предварительной обработки поверхности силанизацией [ 68,71] для сохранения эффективности ПЦР.

1.2.3. Временной тепловой цикл.

В первые годы МЭМС и микрофлюидики ряд исследователей использовали быструю ПЦР, адаптируя микромеханическую обработку [77,92,93] и другие подходы [94] для существенного сокращения традиционных, часто загружаемых пипетками, временных периодов. методы термоциклирования.Хотя парадигма закрытых партий периодически пересматривалась, иногда с впечатляющими результатами [95–97], она по-прежнему существенно ограничена трудностью взаимодействия с более крупными рабочими процессами, не прибегая к сложным и дорогостоящим роботизированным манипуляторам с жидкостями. В отличие от этого, конструкции с временным циклом открытого цикла или проточного цикла, в которых образцы закачиваются в реактор, перемещаются по месту и откачиваются, предлагают варианты интеграции и автоматизации, лучше подходящие для внелабораторной ПЦР.

Проточные временные циклеры обычно нагреваются и охлаждаются термоэлектрическими модулями или комбинацией резистивного (Джоулева) нагрева и охлаждения вентилятором или сжатым воздухом, но также были продемонстрированы бесконтактный инфракрасный (ИК) и микроволновый нагрев.В то время как микрожидкостные временные циклы обычно требуют меньше энергии, чем их коммерческие аналоги, динамическое линейное изменение температуры обычно требует большей мощности, чем пространственное циклическое изменение фиксированной температуры (см. Раздел 1.2.4 и S2 рис.).

1.2.3.1. Термоэлектрические конструкции: Хотя они имеют тенденцию быть энергоэффективными, устройства на основе Пельтье обеспечивают простоту конструкции как нагрева, так и охлаждения при наличии подходящего радиатора. Хандурина и др. предоставили ранний пример термоэлектрической ПЦР (нагрев 2 ° C / с, охлаждение 3–4 ° C / с, мощность до 48 Вт) образца объемом 3–7 мкл на одной ножке чипа для стеклянного капиллярного электрофореза (CE) с последующим разделение in situ и детектирование флуоресценции [98].В другой ранней конструкции на основе TE использовались два термоэлектрических модуля мощностью 18,1 Вт с одноразовым поликарбонатным чипом для нагрева и охлаждения образца объемом 40 мкл со скоростью 7–8 ° C / с и 5–6 ° C / с соответственно [83].

В одноразовой поликарбонатной кассете с термически управляемыми гидрогелевыми клапанами, ПЦР и анализом бокового потока Wang et al. продемонстрировал нагрев Пельтье (5 ° C / с) с вентилятором (2,6 ° C / с) 8 мкл образца [29], подход, который позже был применен в высокоинтегрированной портативной системе для внелабораторных приложений [99] .Преследуя дальнейшую интеграцию, Джангам и его команда представили портативную (площадь основания 20 x 28 см) картриджную систему для обнаружения ВИЧ-1 с помощью количественной ПЦР в цельной крови в условиях ограниченных ресурсов, достигая 9,6 ° C / с при нагревании и 3 ° C / s охлаждение 315 мкл реакционной смеси [100].

В последние годы темпоральный цикл на основе ТЕ был использован в ряде автоматизированных попыток генотипирования STR. Hopwood and Hurth et al. представила систему на основе картриджей, позволяющую неквалифицированным техникам генерировать результаты генотипа STR из образца в базу данных менее чем за четыре часа [101,102], этот подход позже был усовершенствован и упакован в 39.Инструмент 5 x 49 x 60 см [103]. Включив термоэлектрический ПЦР-модуль с полимерным каналом, циклически изменяющий объем образца 7 мкл со скоростью около 15 ° C / с [104], Тан и его коллеги из Network Biosystems (Уолтем, Массачусетс) разработали высокоинтегрированную и автоматизированную систему генотипирования STR по 15 локусам. Приложения «прямого действия» [105]. Система 50 кг, 67,6 x 41,9 x 58,7 см потребляет 540 Вт пиковой мощности и использует одноразовый картридж BioChipSet 9,3 x 15,2 x 8,4 см, который объединяет резервуары для жидкости, хранилище разделительного геля, лиофилизированные реагенты, камеры для введения буккальных мазков, реакторы ПЦР, CE разделительные каналы, оптические, пневматические и высоковольтные интерфейсы.Благодаря бюджету мощности 400 Вт (пиковая 600 Вт), соответствующему традиционным термоэлектрическим циклам, RapidHIT, конкурирующий прибор 81,5 кг, 73 x 71 x 48 см от IntegenX (Плезантон, Калифорния), автоматизирует протокол GlobalFiler Express STR примерно за 90 минут, хотя описания в основном ограничиваются отраслевыми журналами [106,107].

1.2.3.2. Конструкции с джоулевым нагревом: Хотя резистивный нагрев может быть монолитно интегрирован во многие процессы изготовления «лаборатория на кристалле» и является энергоэффективным по сравнению с конструкциями Пельтье, он требует дополнительного метода охлаждения при использовании для термоциклирования.В литературе описано большое количество основных конструкций проточного типа с джоулевым нагревом. Poser et al. представили первое кремниевое микромашиностроительное устройство, предлагающее номинальные скорости нарастания до 80 ° C / с с вентиляторным охлаждением со скоростью 40 ° C / с и типичной циклической мощностью 2,5 Вт на 5–10 мкл реактора [108]. Используя платиновый нагреватель и элементы резистивного датчика температуры (RTD) в устройстве из кремния и стекла, Yoon et al. продемонстрировал нагрев при 36 ° C / с и охлаждение до 22 ° C / с 3,6 мкл образца, потребляя от 0,6 до 1,8 Вт в стационарном режиме во время пребывания [109].Эль-Али и его коллеги использовали реактор SU-8 на стеклянной подложке со встроенными платиновыми нагревателями и термометрами, способными нагревать со скоростью 50 ° C / с и охлаждать со скоростью 30 ° C / с для 20 мкл образца с выдерживаемой мощностью менее 6,4 Вт [ 84]. Liao et al. добавлены встроенные насосы и клапаны для поли (диметилсилоксана) (PDMS) в систему ПЦР с обратной транскриптазой (RT-PCR) на основе стеклянных чипов, обеспечивающих нагрев и охлаждение 10 мкл образцов со скоростью 20 ° C / с и 10 ° C / с соответственно. Циклическая мощность 1,8 Вт [110]. В двухфазной системе Ван и его команда продемонстрировали слияние, смешивание и двухэтапную ПЦР с каплями 5–250 нл, нагретыми и охлажденными со скоростью 9 ° C / с и 3.5 ° С / с соответственно [111].

Расширяя базовую конструкцию с джоулевым нагревом, Hou et al. представили гибридный кремниевый и PDMS-циклер, включающий в себя встроенные клапаны, воздушное охлаждение и определение эффекта поля для КПЦР для достижения скорости нарастания 2 мкл КПЦР до 50 ° C / с [112]. Фергюсон и его коллеги представили одноразовый многофункциональный стеклянный и PDMS-чип, включающий симметричную ПЦР с внешними нагревателями (нарастание 2,6 ° C / с или меньше), генерацию одноцепочечной ДНК и электрохимическое обнаружение [31]. Bu et al.подробно описал компактный интегрированный модуль ПЦР, сочетающий одноразовый реактор на основе чипа из сополимера циклического олефина с оптимизированным принудительным воздушным охлаждением с обратной связью и резистивным нагревом для достижения скорости нарастания до 5 ° C / с [113].

Другие исследователи, в частности из группы Mathies из Калифорнийского университета в Беркли и из Ливерморской национальной лаборатории Лоуренса (LLNL), приложили значительные усилия для улучшения портативности и интеграции устройств темпорального цикла с джоулевым нагревом. Woolley et al. представили один из самых ранних примеров модульной интеграции между ПЦР и КЭ, объединяя объемную микрообработанную, облицованную полипропиленом, камеру ПЦР объемом 20 мкл с поликремниевым нагревателем (10 ° C / с) и вентиляторным охлаждением (2.5 ° C / с) непосредственно на стеклянный чип CE [92]. С аналогичной конструкцией реактора с футеровкой Northrup и команда представили систему кПЦР размером с портфель с батарейным питанием, использующую резистивный нагрев и вентиляторное охлаждение для достижения линейного изменения 30 ° C / с и 3,5 цикла / мин при пиковой мощности 24 Вт [66]. Хотя этот подход все еще по сути является закрытым, он был позже использован Мариэллой в том, что якобы было первым портативным многолуночным устройством для ПЦР с батарейным питанием [93]. Со средней мощностью 2 Вт на лунку и производительностью чуть менее 20 с за цикл, эта конструкция весом 1 кг была позже адаптирована для портативного биодетектирования [36].

Примерно в то же время Lagally et al. описали монолитно интегрированное устройство CE для разделения стеклянных чипов и ПЦР с клапанами на кристалле, в котором использовались прикрепляемые резистивные нагреватели и принудительное воздушное охлаждение (10 ° C / с) для достижения 20 циклов ПЦР за 10 мин для образцов объемом 280 нл [114] . Впоследствии этот подход был усовершенствован путем включения нагревателя и элементов термометра из микропроцессора для достижения скорости нарастания до 20 ° C / с при мощности нагревателя 1 Вт [115], добавления детектирования лазерно-индуцированной флуоресценции (LIF) [6] и принятия радиальная конфигурация для высокопроизводительного параллельного анализа образцов объемом 150 нл [116].Родригес и его коллеги также продемонстрировали модульную интеграцию отдельно изготовленного кремниевого ПЦР-реактора емкостью 3 мкл (1-2 Вт, до 11 ° C / с) и стеклянных CE-чипов [67].

В LLNL, Belgrader et al. представили модульную, многоразовую и легко автоматизированную проточную систему ПЦР, по текучей среде аналогичную RZTC, которая включает в себя обнаружение флуоресценции in situ, резистивный нагрев и принудительное воздушное охлаждение для получения скорости линейного изменения, оцениваемой на уровне 2 ° C / с (44 с / цикл) для образцов объемом 11 мкл [33]. Этот модуль ПЦР впоследствии был интегрирован в развертываемую 170 кг, 1.44 x 0,72 x 0,88 м Автономная система обнаружения патогенов (APDS) для проверки результатов определения биоаэрозолей иммуноанализа [34].

Вскоре после этого Liu et al. представили дальнейшее развитие усилий группы Mathies по интеграции, в результате чего появился портативный (10 кг, 30,5 x 25,4 x 10,2 см) прибор для генотипирования STR [117]. Сохраняя тот же формат ПЦР на чипе с нагревом Джоулевым (11,5 ° C / с) и воздушным охлаждением (4,7 ° C / с) для амплификации образца объемом 160 нл, устройство выполнило амплификацию и детекцию за 1.5 часов при потреблении 20 Вт. Система была впоследствии протестирована на реалистичном имитации места преступления [43] и обновлена, чтобы включить очистку на основе гранул и очистку для функциональных возможностей STR (ввод-ответ) [118,119].

1.2.3.3. Бесконтактный временной цикл: Несмотря на то, что методы бесконтактного нагрева не так широко применяются, как описанные выше подходы к кондуктивному контролю температуры, они обеспечивают значительные преимущества в отношении скорости, энергопотребления и простоты интеграции для микрожидкостных циклов.Несмотря на конфигурацию закрытого пакетного формата, устройство, представленное Pal et al. представила, пожалуй, самую раннюю демонстрацию микроволнового индукционного нагрева для быстрой (6,5 ° C / с), маломощной (~ 1,4 Вт) ПЦР в объемах 1 мкл со структурой кремния и стекла, охлаждаемой свободной конвекцией (4,2 ° C / с) [120 ]. Позже Шоу и его команда представили автономный, модульный и легко интегрируемый реактор ПЦР, использующий микроволновый нагрев и воздушное охлаждение, чтобы обеспечить линейное изменение 0,7 мкл образца со средней мощностью 500 мВт до 65 ° C / с [121].

Более широко исследованный инфракрасный нагрев для ПЦР (10 ° C / с) был продемонстрирован Oda et al. с использованием 5–20 мкл закрытых стеклянных микрокамер и принудительного воздушного охлаждения (20 ° C / с) для получения циклов ПЦР продолжительностью 17 секунд или полных 30 циклов амплификации за 12–14 минут [122]. Terazono et al. предоставили другой пример закрытой партии, в котором волоконный лазер с инфракрасным излучением 0,9 Вт и 1480 нм нагревает погруженные в масло капли объемом 10–30 нл со скоростью до 33,6 ° C / с для полного 50 циклов ПЦР за 3,5 мин [123]. Используя аналогичный подход, Ким и его команда продемонстрировали избирательный нагрев капель объемом 20–100 нл с помощью лазерного диода для достижения 40 циклов ПЦР за 6 циклов.2 мин при мощности всего 30 мВт [124]. В стеклянной проточной микросхеме Yu et al. использовал вольфрамовую лампу мощностью 50 Вт для цикла образца объемом 10 мкл, выполнив 40 циклов за 35 мин с нагревом ~ 2–6 ° C / с и охлаждением ~ 1,5–2,0 ° C / с [69]. С помощью ИК-лазера мощностью 700 мВт, устройства с водяным охлаждением и проточного полимерного чипа Saunders et al. нагревали (3,3 ° C / с) и охлаждали (3,9 ° C / с) 1 мкл образцов для выполнения qRT-PCR примерно за 1 час [125].

Один из наиболее широко применяемых примеров бесконтактного цикла был предоставлен Исли и его командой, которые объединили интерферометрическую термометрию с нагревом вольфрамовой лампой (50 Вт) и принудительным воздушным охлаждением [126] в конструкции, которая впоследствии была адаптирована для стекла. Система анализа ДНК на основе чипа, реализующая функции экстракции, амплификации (реакция 550 нл), разделения и обнаружения менее чем за 30 минут [37].Более поздняя оптимизация ИК-циклирования дала 25 циклов за 5 минут для образца объемом 270 нл со скоростями нагрева и охлаждения до 23 ° C / с и 26 ° C / с соответственно [127], подход, который позже был объединен с твердофазной экстракцией. в системах на основе бесклапанных чипов для STR-анализа [128] и RT-PCR [39], а затем адаптированы к формату полимерного чипа для подготовки STR-образца от мазка к продукту ПЦР менее чем за 45 минут [129].

1.2.4. Пространственный тепловой цикл.

За некоторыми исключениями, описанными ниже, большинство пространственных микрожидкостных цикловых устройств работают либо в непрерывном, либо в прерывистом (колеблющемся) режиме потока.Пространственная цикличность непрерывного потока характеризуется проточным путем, капилляром или микроканалом, который многократно пересекает набор зон с постоянной температурой, создавая фиксированное количество тепловых циклов, когда образец прокачивается через устройство. Циклеры с колеблющимся потоком также используют фиксированные температурные зоны, но обычно полагаются на сегментированный или болюсный поток и динамическую двунаправленную перекачку для перемещения образца между зонами. Энергопотребление в обоих пространственных подходах имеет тенденцию быть значительно ниже, чем временные циклы с аналогичным масштабом.Хотя цикловые установки с непрерывным потоком могут быть проще в реализации и потенциально быстрее, чем колебательные конструкции, им не хватает гибкости для произвольного изменения количества циклов или соотношений времени выдержки.

1.2.4.1. Конструкции с непрерывным потоком: Nakano et al. представили, возможно, самый ранний пример ПЦР в непрерывном потоке, направляя тефлоновый капилляр между тремя ваннами с постоянной температурой, чтобы обеспечить 30-цикловую амплификацию всего за 18 мин [70]. Другая конструкция на основе капилляров, разработанная Парком и его командой, которая по совпадению внешне напоминает RZTC, представленную здесь, производила циклическое движение путем протекания образца через трубку из плавленого кварца, спирально намотанную вокруг цилиндра, разделенного на дискретно нагреваемые сегменты с постоянной температурой [71], подход, который позже был адаптирован. другими [15,130].

Kopp et al. представила теперь канонический дизайн на основе чипов, в котором змеевидные микроканалы извиваются по дискретным нагретым блокам, давая 20 циклов всего за 90 с для образца объемом 10 мкл [72]. В аналогичной конструкции Schneegaß и его команда использовали кремниевую объединительную плату с нагревателями, термометрами и термоизоляционными пустотами с объемным травлением для достижения 25-цикловой ПЦР со скоростью 85 с / цикл для 1–10 мкл отделенных от масла образцов [78]. Используя чередование широких и узких каналов, Crews et al. представила градиентную «безудерживающую» конструкцию, обеспечивающую быстрое охлаждение (10 ° C / с) и медленный нагрев (4 ° C / с) для 40 циклов ПЦР менее чем за 9 минут [131].Ориентируясь на биодетекцию, Гровер и его коллеги использовали продуманную, но требовательную к микрообработке многослойную трехмерную конструкцию канала для 30-кратного цикла реакции объемом 20 мкл за 2,5–7,5 мин [38].

Избегая более распространенной конфигурации змеевиков и параллельных нагревателей, Chen et al. представили конструкцию непрерывного потока в форме беговой дорожки с плиточными температурными зонами, обеспечивающую 30 с / цикл и ПЦР менее чем за 15 мин [74], дизайн, позже распараллеленный для обеспечения высокой производительности (15–46 с / цикл) [132] и интегрированный с очисткой , разделение и функции обнаружения LIF [133].В другой высокоинтегрированной конструкции из стекла и PDMS Jha и его команда подробно описали маломощное (<3 Вт) устройство для непрерывной проточной ПЦР с электрохимическим лизисом клеток, CE-разделением и возможностями амперометрического обнаружения [134].

Для решения проблемы подсчета фиксированных циклов в ПЦР в непрерывном потоке Chou et al. использовали встроенный перистальтический насос для рециркуляции образца объемом 19 мкл через единый набор зон нагрева на кристалле (~ 600 мВт) с производительностью 1,3 мин / цикл [89]. В многоразовом стеклянном чипе для ПЦР и ОТ-ПЦР Обейд и его коллеги выполнили выбор количества циклов, предоставив выходы с интервалами по длине змеевидного реактора, что дало скорость до 13 с / цикл [73].

1.2.4.2. Конструкции с прерывистым потоком: Цикловеры с колеблющимся потоком, о которых сообщалось на сегодняшний день, делятся на две основные категории: поршневые линейные конструкции с приводом от насоса и конструкции с циркуляцией, в которых скоординированная перекачка и встроенные в кристаллы клапаны перемещают болюс пробы по контуру через различные зоны нагрева. Хотя поршневые насосы прямого вытеснения являются наиболее распространенными, приведение в действие образца также достигается за счет термокапиллярных эффектов (Марангони) в возвратно-поступательной конструкции мощностью 12 Вт [135], а также за счет феррожидкости с магнитным приводом [75] и электрокинетической накачки [136] в устройствах циркуляционного формата.

Чиу и его коллеги описали раннюю конструкцию с возвратно-поступательным потоком, в которой образец объемом 1 мкл, связанный с капилляром, приводился в действие между нагретыми алюминиевыми блоками за счет давления свободного пространства над резервуарами на концах капилляров, достигая 30 циклов за 23 мин [137]. В более легко интегрируемой конструкции Cheng et al. получили возвратно-поступательное движение и линейное изменение температуры 12 ° C / с для образца объемом 4,5 мкл путем накачивания против пузырька воздуха в тупиковом канале на круглой подложке из полиметилметакрилата (ПММА) с радиальным градиентом температуры, поддерживаемым на 3.Мощность нагревателя 5 Вт [138]. Брунклаус и соавторы объединили аналогичную конфигурацию тупиковых каналов с оптическим обнаружением капель на двухтемпературном полимерном чипе для достижения быстрой смены циклов (10–15 ° C / с, 30 циклов за 6 минут) и точного позиционирования болюса образца 20 мкл. [88]. Несмотря на то, что он не настроен для восстановления образцов, дизайн qPCR, представленный Frey et al. адресная регистрация болюса с использованием суженных «разрывных клапанов» в гибком устройстве PDMS, получение быстрого (номинально ~ 0,1 с) и повторяемого ступенчатого срабатывания образца объемом 125 нл с помощью линейного привода вне кристалла [139].

С конструкцией, позволяющей использовать клапаны PDMS с пневматическим приводом на кристалле, Лю и его команда представили то, что, вероятно, является первым примером устройства с прерывистым циркулирующим потоком, демонстрируя маломощный (455 мВт) ПЦР с 20–30 с / цикл для 12 нл. образец [58]. Аналогичный дизайн PDMS Wang et al. был интегрирован в портативный блок, выполняющий 30 циклов ПЦР за 35 мин для 6 мкл образцов [140].

1.2.4.3. Другие пространственные конструкции: Хотя ни одно из представленных на сегодняшний день устройств не имеет существенного сходства с описанным здесь RZTC, в литературе действительно приводятся примеры циклирования, осуществляемого путем физического перемещения образцов между нагретыми зонами или наоборот.Заимствуя метод, первоначально использованный Mullis et al. [1], Нагаи и его команда вручную перенесли микроизготовленные массивы из 85 мкл реакторов закрытого периодического действия между горячими плитами с фиксированной температурой, чтобы реализовать линейное изменение температуры 16 ° C / с и 40 циклов за 18 мин [141]. Чиен и его коллеги автоматизировали этот подход, используя вращающуюся руку для перемещения 1 мкл кремниевых лунок среди нагретых (9,6 Вт) зон поверхности, достигнув 30 циклов ПЦР за 36 мин [142]. Нацеленная ОТ-ПЦР для амплификации вирусной РНК, Jung et al. заново изобрел этот базовый подход, последовательно вращая одно- и трехлопастные стеклянные и PDMS-чипы в контакте с блоками с фиксированной температурой, обеспечивая номинальные переходы всего за 50 мс и усиление с 34 периодами за 25.5 мин [143]. В рамках высокоинтегрированной и автоматизированной системы, описанной Ritzi-Lehnert et al., Эта парадигма была перевернута, с дисками, несущими блоки с фиксированной температурой, которые вращались внутри и вне контакта со стационарными многофункциональными микрожидкостными чипами для выполнения 30 циклов, 120 мкл ПЦР. за 30 мин при скоростях нагрева и охлаждения до 1,9 ° C / с и 5,4 ° C / с соответственно [144].

Последний пример пространственного цикла представлен компанией Advanced Liquid Logic (Моррисвилл, Северная Каролина), которая разработала компактный (20.3 x 33 x 53,3 см), цифровой микрофлюидный (DMF) прибор на картриджной основе для диагностики в местах оказания медицинской помощи. Включая подготовку образцов с помощью магнитных шариков, детекцию флуоресценции и иммуноанализы, система использует силы электросмачивания для приведения в действие капель объемом 300-600 нл между зонами нагрева, обеспечивая 40-цикловую КПЦР всего за 12 минут с номинальной скоростью линейного изменения до 58 ° C / с [30,145].

В то время как подходы DMF, подобные этим, в первую очередь подчеркивают монолитную интеграцию различных функций в самом устройстве [146], конструкция RZTC в значительной степени определяется концепцией модульной интеграции, в которой центральная платформа DMF действует как узел распределения образцов или маршрутизатор в более крупном рабочем процессе [147], предоставляя гибкие средства «согласованного импеданса» для взаимодействия с различными периферийными, индивидуально оптимизированными подсистемами подготовки и анализа образцов, каждая из которых имеет свой собственный формат образца и требования к объему [148,149].Мы считаем, что такой гибкий подход дает значительные преимущества для автоматизации малых предприятий, особенно в системах, предназначенных для работы за пределами традиционной лабораторной среды.

% PDF-1.3 % 1 0 объект > эндобдж 6 0 obj > эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать Acrobat Distiller 7.0 (Windows) 2007-08-08T18: 10: 27 + 08: 003B2 Total Publishing System 8.07e / W Unicode 2007-08-15T10: 17: 01 + 08: 002007-08-15T10: 17: 01 + 08 : 00application / pdf

uuid: 46b05437-7244-4b95-9f70-cce9f8c59bceuuid: f6bf0f55-cd1b-4d3b-81bc-dc3dcfdb3a9b конечный поток эндобдж 5 0 obj > эндобдж 7 0 объект > эндобдж 8 0 объект > эндобдж 9 0 объект >> эндобдж 10 0 obj > эндобдж 11 0 объект > эндобдж 12 0 объект > эндобдж 13 0 объект > эндобдж 14 0 объект > эндобдж 15 0 объект > эндобдж 16 0 объект > эндобдж 17 0 объект > эндобдж 18 0 объект > эндобдж 19 0 объект ] / Имена [138 0 R] >> эндобдж 20 0 объект >> эндобдж 21 0 объект > эндобдж 22 0 объект > эндобдж 23 0 объект > эндобдж 24 0 объект > транслировать HUMo6E + (4 млн. 7PEw-UPMƏxf`v7Lx RA \ wn9ҊlA

Прецизионный мониторинг рака с использованием новой, полностью интегрированной, цифровой ПЦР-платформы с разделением микрожидкостных массивов

Новая полностью интегрированная платформа цПЦР для одного прибора

Новая платформа ЦПЦР состоит из микрочастиц пластиковый расходный материал Microfluidic Array Partitioning (MAP) (рис.1) и полностью интегрированный единый прибор, который сочетает в себе пневматическую загрузку расходуемых образцов, термоциклирование, получение трехцветного флуоресцентного изображения с программным обеспечением для управления и анализа (рис. 2, дополнительный рис. 1). Комбинация расходных материалов MAP и полностью интегрированного единого прибора создает оптимизированный рабочий процесс, снижает вероятность загрязнения, сводит к минимуму ошибки, связанные с вмешательством человека, и имеет уникальную возможность сократить время получения результата. Низкая тепловая масса каждой микрокамеры (<1 нг) позволяет проводить быстрые термоциклы цПЦР с уменьшенным временем пребывания.Поскольку микроформованные перегородки dPCR неглубокие (X = 65 мкм, Y = 82 мкм, Z = 97 мкм в высоту) и расположены непосредственно над термоциклическим нагревательным элементом (разделены только тонкой пленкой 40 мкм от STRATEC Inc. , Аниф, Австрия), результаты образцов могут быть получены с использованием <15% стандартного времени выдержки при термоциклировании по сравнению со стандартным термоциклированием на основе пробирки агрегатов цПЦР на основе капель (дополнительный рис. 2). Активация фермента ПЦР 95 ° C может быть достигнута за 60 секунд (рекомендуется 10 минут), а полный цикл термоциклирования может быть достигнут с помощью 40 циклов при 60 ° C в течение 15 секунд и затем 95 ° C в течение 4 секунд.Низкая тепловая масса является преимуществом в такой системе, поскольку она сокращает время реакции из-за ввода энергии для обеспечения изменения температуры, что позволяет лучше контролировать, как ранее было продемонстрировано Амасией и др. . ¹⁴ и Фаррар и др. . ¹⁵ . Комбинация активного нагрева и низкой тепловой массы синергетически обеспечивает более высокую скорость линейного изменения температуры при сохранении однородных температурных профилей по всему расходному материалу MAP. Эти комбинированные функции позволяют этой новой платформе достигать ответа от образца за <90 минут без изменения состава реагента.

Рисунок 1 Расходные материалы для цифровой ПЦР (dPCR) Microfluidic Array Partitioning (MAP). ( A ) Фотография расходного материала MAP. Полностью микроформованный циклоолефиновый полимер (ЦП) имеет размер 1 ″ × 3 ″ и содержит 4 массива по 20 000 перегородок в каждом. ( B , C ) Изображения расходных материалов MAP, полученные с помощью сканирующей электронной микроскопии (SEM). После автоматической загрузки реагента и этапа оцифровки разделенные массивы (X = 65 мкм, Y = 82 мкм, Z = 97 мкм в высоту) заполняются реагентом и более тонкими соединительными каналами (10 мкм в высоту, 25 мкм в ширину) затем заполняются силиконовым маслом (создавая гидравлически изолированные перегородки).( D ) Флуоресцентное изображение необработанных экспериментальных результатов цПЦР, обработанных с расходным материалом MAP. Реагенты для ПЦР, содержащие зонд с меткой FAM и эталонный краситель (ROX), загружали в расходный материал и затем подвергали термоциклированию в соответствии с заданными пользователем настройками. Затем были получены изображения расходных материалов в каналах ROX и FAM. Наконец, эти два изображения были затем наложены, где красный (канал ROX) представляет разделы, в которые реагент успешно загружен, но не присутствует цель ПЦР, а зеленый (канал FAM) представляет разделы, содержащие цель ПЦР.

Рисунок 2

Прототип полностью интегрированного прибора для одиночной цПЦР. На фотографическом изображении показаны различные подузлы и компоненты интегрированного прибора dPCR. На приведенной ниже блок-схеме представлен упрощенный рабочий процесс, в котором прибор выполняет этап разделения реагентов, за которым следует процесс термоциклирования, и, наконец, получают результаты, а программное обеспечение обрабатывает их в простой одноэтапный рабочий процесс.

Расходные материалы для MAP разделяют каждую пробу на 20 000 микролунок с матрицей, без необходимости использования клапанов, пленок, наносимых пользователем, или каких-либо движущихся частей.После того, как пользователь пипетирует 10,5 мкл нерасфасованного реагента для ПЦР во впускное отверстие для расходных материалов MAP, пользователь затем накладывает 5 мкл силиконового масла в ту же впускную лунку. После этих двух этапов работы с жидкостью (которые можно автоматизировать) входные колодцы закрываются (и, следовательно, закрываются) специальными крышками, которые позволяют проходить положительному давлению. Затем расходный материал загружается в прибор, где запускается протокол автоматической загрузки. На рис. 2 показана фотография внутренней части интегрированной платформы, а также диаграмма рабочего процесса, показывающая этапы загрузки образца и анализа.Дополнительные сведения о конструкции прибора, а также об оптической схеме можно найти в приложении (дополнительный рис. 1).

Механизм, с помощью которого загружается расходный материал MAP, основан на тонкой пленке из циклоолефинового полимера (ЦОП) толщиной 40 мкм, к которой прикреплены элементы, сформованные микроформованием. Когда к входному колодцу, содержащему реагент, прикладывают положительное давление, эта тонкая пленка толщиной 40 мкм становится газопроницаемой. Когда реагент попадает в микрожидкостные элементы, воздух выходит через тонкую пленку.Это позволяет реагенту полностью заполнять тупиковые элементы, такие как перегородки dPCR, а также удаляет все пузырьки изнутри микрофлюидных элементов (рис. 3). Сначала реагент поступает в неглубокие соединительные каналы, примыкающие к перегородкам, затем реагент входит и заполняет перегородки, затем масло, которое было наложено на реагент во впускном колодце, входит в соединительный канал и последовательно изолирует каждую перегородку, которую он проходит. Полное заполнение перегородок проверяли с помощью флуоресцентной микроскопии высокого разрешения (рис.3). Успешная загрузка раздела (% полностью загруженных разделов) составила> 98%. С помощью трехмерного профилографа поверхности (Keyence; Итаска, Иллинойс) было обнаружено, что каждая перегородка имеет размер 65 мкм × 82 мкм × 97 мкм с объемом 517 мкл. Таким образом, общий объем реагента в матрице из 20 000 микролунок после оцифровки составляет 10,34 мкл. Учитывая нашу степень успешного заполнения раздела, это означает, что более 95% из 10,5 мкл реагента, загруженного во входную лунку, анализируется в нашем массиве разделов. Положительное давление, направленное на расходный материал во время полного процесса ПЦР, предотвращает образование новых пузырьков.

Рисунок 3

Принцип оцифровки в расходных материалах MAP. ( A ) Изображение, полученное при микроскопии расходного материала MAP в светлом поле, сопровождаемое изображением высоты каналов в поперечном сечении. ( B ) Расходный материал MAP загружается путем приложения избыточного давления к входной скважине, которая была заполнена реагентом, а затем покрыта силиконовым маслом. Сначала реагент (флуоресцентный оранжевый) попадает в соединительные каналы, прилегающие к перегородкам. Затем реактивный тупик заполняет перегородки, выводя воздух через полупроницаемую тонкую пленку.Наконец, силиконовое масло (не видно) входит в соединительный канал и по мере прохождения изолирует каждую перегородку.

Загрузка расходных материалов MAP и разделение реагентов выполняется в одном приборе путем приложения избыточного давления воздуха к входной скважине с помощью пневматического насоса (Parker Instrument, стандартный мембранный насос; Хантсвилл, Алабама). Колпачок, установленный на впускном отверстии, предотвращает контакт прибора с потенциально загрязненными поверхностями. Положительное давление вытеснения 50 фунтов на квадратный дюйм, направляемое в расходный материал MAP на протяжении всего рабочего процесса, гарантирует, что никакие аэрозольные загрязнения не попадут в инструмент.Этот новый полностью интегрированный инструмент является сухим, свободным от загрязнений и не требует регулярного обслуживания, чтобы иметь возможность перейти к рутинному клиническому использованию.

Полностью автоматизированное программное обеспечение контролирует оцифровку образца в разделы MAP, термоциклирование и визуализацию. Массивы разделов визуализируются до и после термоциклирования ПЦР в каждом из цветов флуоресцентного красителя, что позволяет программному обеспечению анализа вычитать фоновую флуоресценцию и корректировать неоднородное возбуждение.Краситель для контроля качества ROX, добавляемый в реакционную смесь для ПЦР, виден во всех разделах и используется для подтверждения того, что образец был полностью загружен, и для определения местоположения каждого раздела. Разделы без сигнала ROX отклоняются, чтобы уменьшить количество ложноотрицательных результатов. Для каждого цвета красителя ПЦР-зонда участки со значительным увеличением яркости после термоциклирования ПЦР считаются положительными. Отношение положительных разделов по отношению к общему количеству разделов используется для расчета концентрации пробы с применением анализа распределения Пуассона.Для первоначальной проверки возможностей нашей системы были запущены предварительно определенные стандарты из набора для количественного анализа библиотеки Next Generation Sequencing (NGS) (Takara Cat No. 638324). Количественные результаты, полученные с помощью новой платформы, показали большую линейность между разведениями, а также небольшие коэффициенты вариации в повторностях (дополнительный рис. 3).

EGFR T790M количественное определение редкого мутанта

EGFR является важной лекарственной мишенью для лечения немелкоклеточной карциномы легкого (NSCLC).Во время лечения НМРЛ ингибиторами тирозинкиназы (TKI) обычно наблюдается ранний ответ, за которым следует рецидив после прорастания ранее существовавшей субклональной мутации или приобретение мутации de novo, которая придает устойчивость. Раннее обнаружение мутаций устойчивости может лучше информировать пациентов о лечении и способствовать выбору соответствующих более эффективных лекарств. Одной из ключевых мутаций EGFR, которая приводит к устойчивости к TKI, является мутация T790M. Лишь несколько клинических тестов были одобрены в качестве сопутствующих диагностических средств при биопсиях пациентов (FFPE или плазма), в то время как большее количество лабораторно разработанных тестов (LDT) под руководством CLIA / CAP находят рутинное применение в диагностике онкологических заболеваний или лечении рака. мониторинг.Стандарты фиктивной внеклеточной ДНК (вкДНК) EGFR T790M (SeraCare, SeraSeq ctDNA) в сочетании с коммерчески доступным анализом dPCR EGFR T790M (Bio-Rad, анализ ddPCR) были использованы для проверки новой платформы, представленной в этом исследовании. Испытанные стандарты вкДНК были произведены синтетическим путем, фрагментированы и затем смешаны с хорошо изученным исходным материалом для полного имитации вкДНК, которая должна быть очищена из образца крови пациента. Предварительно смешанный реагент для ПЦР, содержащий основную смесь, анализ dPCR EGFR T790M и следующие стандарты вкДНК запускали в трех экземплярах на платформе: 100% EGFR дикого типа (WT), 1.0% EGFR T790M и 0,1% EGFR T790M (рис. 4). Все реплики для контроля WT EGFR only не показали положительных разделов в канале T790M (FAM), что свидетельствует о том, что зонд был специфичен для ампликона WT и что не было оптических перекрестных помех в канале FAM. Пороговые значения для положительных результатов в каналах FAM и HEX были установлены с использованием элемента управления без шаблона. Для образцов 0,1% и 1% EGFR T790M концентрации были получены как для EGFR WT, так и для EGFR T790M. Например, в одном из трех запусков с использованием 0.1% T790M, концентрация WT EGFR, полученная с помощью платформы, составляла 1006 C _p / мкл и 1,3 C _p / мкл для EGFR T790M. Следовательно, доля EGFR T790M: WT для этого цикла была определена как 0,13%. Синтетические стандарты cfDNA Seraseq создаются для фрагментации аналогично cfDNA человека. Таким образом, небольшие расхождения между номинальными значениями, предоставленными поставщиком (например, 0,1%), и значениями, достигнутыми на новой платформе dPCR (например, 0,13%), можно объяснить процессом фрагментации, используемым для создания синтетических образцов.Эти результаты показывают способность новой платформы цПЦР точно определять количество образцов, содержащих <1,0% T790M EGFR на фоне WT EGFR с высокой воспроизводимостью, высокой точностью и высокой специфичностью.

Рисунок 4

Количественное определение редкого мутанта EGFR T790M. Реагент готовили так, чтобы он не содержал матрицы, только WT EGFR, 1% EGFR T790M на фоне WT EGFR или 0,1% EGFR T790M на фоне WT EGFR. Реагент также содержал зонд EGFR T790M, меченный FAM, и зонд, меченный HEX, WT EGFR.Этот реагент загружали в расходный материал для MAP и обрабатывали на прототипе интегрированного прибора для цПЦР. Диаграмма разброса результатов показывает флуоресценцию отдельного раздела по оси y и номер раздела по оси x (где каждая точка данных представляет результаты из отдельного раздела). В двух таблицах показаны результаты измерений в трех экземплярах для образцов 1,0% и 0,1% EGFR T790M.

Количественная оценка редкого транскрипта BCR-ABL1

Почти 95% случаев хронического миелоидного лейкоза (ХМЛ) характеризуются наличием гена слияния BCR-ABL1.ABL1 дикого типа (WT) представляет собой тирозинкиназу, которая играет роль в регуляции клеточного цикла и клеточной дифференцировке. Экспрессия слитого онкогена BCR-ABL1 генерирует конститутивно активную тирозинкиназу, ведущую к неконтролируемой клеточной пролиферации и, в конечном итоге, к раку. Появление терапии ингибиторами тирозинкиназы (TKI) оказало преобразующее влияние на исходы пациентов с ХМЛ. Регулярный мониторинг, включающий точную количественную оценку транскриптов BCR-ABL1, является неотъемлемой частью успешного лечения TKI, иногда приводя к отмене препарата при достижении глубокой ремиссии.В настоящее время золотым стандартом клинической количественной оценки транскрипта BCR-ABL1 является количественная полимеразная цепная реакция с обратной транскрипцией (RT-qPCR). Хорошо охарактеризованный анализ одноплексной RT-qPCR BCR-ABL1 был ранее модифицирован Alikian et al . ¹⁶ к дуплексному анализу dPCR. Используя этот анализ dPCR, синтетические gBlocks (двухцепочечные фрагменты ДНК) как для ABL1, так и для BCR-ABL1 были количественно определены для определения их номинальных концентраций (фиг. 4). Эти синтетические образцы gBlock были количественно определены на платформе dPCR с использованием зонда BCR-ABL1, меченного FAM, и зонда ABL1, меченного HEX.Выполнение шаблонов gBlock по отдельности демонстрирует отсутствие оптических перекрестных помех с использованием платформы dPCR: при запуске чистого WT ABL1 gBlock нет положительных разделов в канале FAM, когда запускается чистый BCR-ABL1 gBlock, нет положительных разделов в канале Канал HEX (рис. 5). Чтобы продемонстрировать линейность наших результатов, в системе также была проведена серия 10-кратных разведений BCR-ABL1 gBlock (дополнительный рисунок 4). Пороговые значения для положительных результатов в каналах FAM и HEX были установлены с использованием контроля без шаблона для всех образцов.Эти экспериментально полученные номинальные концентрации gBlock затем использовали для создания образцов с точными соотношениями синтетического BCR-ABL1 и ABL1, которые затем обрабатывали на новой платформе dPCR (фиг. 6). Например, в одном из трех экспериментальных запусков с использованием образца 0,01% BCR-ABL1 / ABL1 концентрация WT ABL1, полученная с помощью платформы, составляла 10,252 ° C _p / мкл и 1,2 ° C _p / мкл для BCR-ABL1. . Таким образом, доля BCR-ABL1 / ABL1 для этого прогона была определена как 0,0117%. Повторные измерения для этого же образца оказались равными 0.0099% и 0,0089%, что указывает на высокую воспроизводимость и точность. Это демонстрирует способность платформы точно определять количество транскриптов BCR-ABL1 до частоты мутантных аллелей 0,01% с высокой воспроизводимостью в трех повторностях.

Рисунок 5

Определение номинальной концентрации синтетического gBlock BCR-ABL1 и ABL1. Реагент был подготовлен, чтобы содержать либо раствор ABL1 gBlock в качестве матрицы, либо BCR-ABL1 gBlock в качестве матрицы. Реагент также содержал как зонд BCR-ABL1, меченный FAM, так и зонд ABL1, меченный HEX.Затем этот реагент загружали в расходный материал для MAP и проводили экспериментальный запуск на прототипе прибора для dPCR. Диаграмма разброса результатов показывает флуоресценцию HEX на оси y и флуоресценцию FAM на оси x (где каждая точка данных представляет результаты из отдельного раздела). Две таблицы содержат усредненные результаты измерений в трех экземплярах для отдельных шаблонов gBlock.

Рисунок 6

Количественная оценка точных соотношений BCR-ABL1 / ABL1.Используя номинальные концентрации gBlock, определенные ранее, были созданы точные комбинации gBlock, содержащие 1%, 0,1% или 0,01% gBlock BCR-ABL1 на фоне ABL1 gBlock. Реагент был подготовлен, чтобы содержать одну из этих комбинаций в качестве шаблона. Реагент также содержал как зонд BCR-ABL1, меченный FAM, так и зонд ABL1, меченный HEX. Этот реагент загружали в расходный материал для MAP и запускали на прототипе прибора dPCR. Диаграмма разброса экспериментальных результатов показывает флуоресценцию HEX на оси y и флуоресценцию FAM на оси x (где каждая точка данных представляет экспериментальные результаты из отдельного раздела).В трех таблицах показаны усредненные результаты измерений в трех повторностях для отдельных комбинаций gBlock: 1%, 0,1% и 0,01% BCR-ABL1.

Персонализированный мониторинг рака с использованием анализа цПЦР для конкретного пациента

Чтобы продемонстрировать потенциальную полезность платформы в персонализированной медицине, анализ капельной цифровой ПЦР (ддПЦР), который ранее был разработан для точного мониторинга конкретного пациента, был воспроизведен в новой цифровой ПЦР. Платформа. Ювенильный миеломоноцитарный лейкоз (ЮММЛ) — агрессивное миелопролиферативное новообразование детского возраста, рецидивы которого происходят почти у половины всех пациентов в течение трех лет ^17,18 .Было показано, что семинедельный мальчик с диагнозом JMML имеет статус WT для всех известных мутаций JMML. Как институциональная панель DNASeq, так и RNASeq выявили слияние инфраструктуры CCDC88C-FLT3 ¹⁹ . До этого открытия не сообщалось о слияниях FLT3 при каких-либо детских злокачественных новообразованиях. Учитывая новизну этого слияния CCDC88C — FLT3 , не было доступных коммерческих анализов для идентификации слитых транскриптов ниже чувствительности цитогенетики. Таким образом, онколог разработал специальный анализ ddPCR для анализа распространенности этого слияния CCDC88C — FLT3 в РНК периферической крови в последовательных временных точках ¹⁸ .Этот основанный на ддПЦР метод мониторинга реакции пациента на сорафениб (нексавар) позволил пациенту безопасно перейти к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК) и в конечном итоге достичь полной молекулярной ремиссии.

Воспроизведение этого анализа на прототипе платформы цПЦР с образцами из биобанка от того же пациента показало, что уровни транскриптов слияния в периферической крови пациента не снижались после цитотоксической химиотерапии, но затем упали после монотерапии сорафенибом и достигли неопределяемых уровней после HSCT (рис. .7). Пороги для CCDC88C — FLT3 слитых положительных dPCR-разделов устанавливали с использованием контроля без шаблона. Все измерения после HSCT были истинно отрицательными на новой платформе dPCR, показывая ноль положительных разделов, содержащих мишень слияния CCDC88C — FLT3 . Эти результаты воспроизводят тенденции, достигнутые с помощью этого анализа и образцов от этого пациента с использованием коммерчески доступной платформы ddPCR ¹⁹ , что указывает на высокий уровень соответствия.Этот персонализированный медицинский подход к точному мониторингу биомаркеров, специфичных для пациента, демонстрирует потенциал цПЦР как мощного инструмента для сопутствующей диагностики.

Рисунок 7

Персонализированное отслеживание цПЦР полной молекулярной ремиссии пациента с JMML. Образцы кДНК из биобанка от отдельного пациента с JMML обрабатывали на прототипе интегрированного прибора для цПЦР с использованием анализа слитого гена FLT3 , разработанного специально для этого пациента. Равные количества кДНК пациента использовали в качестве матрицы для каждого эксперимента.Результаты экспериментов показывают, что пациент не реагировал на лечение цитарабином, однако пациент продемонстрировал резкую реакцию на сорафаниб, что позволило пациенту безопасно перейти к трансплантации гемопоэтических стволовых клеток (ТГСК). После HSCT все измерения dPCR были истинными нулями для FLT3 слитых копий / мкл, показывая, что пациент достиг полной молекулярной ремиссии.

Разработка и валидация 4-цветного мультиплексного анализа генотипирования мышечной атрофии (SMA) на новом интегрированном цифровом ПЦР-приборе

1.

Кроуфорд, Т. О. и Пардо, К. А. Нейробиология детской спинальной мышечной атрофии. Neurobiol. Дис. 3 , 97–110 (1996).

CAS PubMed Статья Google ученый

2.

Тисдейл, С. и Пеллиццони, Л. Механизмы заболевания и терапевтические подходы при спинальной мышечной атрофии. J. Neurosci. 35 , 8691–8700 (2015).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

3.

Pearn, J. Исследования заболеваемости, распространенности и частоты генов хронической мышечной атрофии позвоночника у детей. J. Med. Genet. 15 , 409–413 (1978).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

4.

Cuscó, I. et al. Пренатальная диагностика риска мышечной атрофии позвоночника. руб. J. Obstet. Gynaecol. 109 , 1244–1249 (2002).

Артикул Google ученый

5.

Lefebvre, S. et al. Идентификация и характеристика гена, определяющего мышечную атрофию позвоночника. Cell 80 , 155–165 (1995).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

6.

Lorson, C. L., Hahnen, E., Androphy, E. J. и Wirth, B. Один нуклеотид в гене SMN регулирует сплайсинг и отвечает за спинальную мышечную атрофию. Proc. Natl. Акад. Sci. США 96 , 6307–6311 (1999).

ADS CAS PubMed Статья Google ученый

7.

Monani, U. R. et al. Одно нуклеотидное различие, которое изменяет паттерны сплайсинга, отличает ген SMA SMN1 от копирующего гена SMN2 . Hum. Мол. Genet. 8 , 1177–1183 (1999).

CAS PubMed Статья Google ученый

8.

Колб, С. Дж. И Киссель, Дж. Т. Спинальная мышечная атрофия. Neurol. Clin. 33 , 831–846 (2015).

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

9.

Бутчбах М.Э.Р. Вариации числа копий в генах выживания мотонейрона : последствия для спинальной мышечной атрофии и других нейродегенеративных заболеваний. Фронт. Мол. Biosci. 3 , 7 (2016).

ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый

10.

Чирибога, C.A. et al. Результаты фазы I исследования нусинерсена (ISIS-SMN _rx ) у детей со спинальной мышечной атрофией. Неврология 86 , 890–897 (2016).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

11.

Finkel, R. S. et al. Лечение спинальной мышечной атрофии с младенческим началом с помощью нузинерсена: открытое исследование фазы 2 с увеличением дозы. Ланцет 388 , 3017–3026 (2016).

CAS PubMed Статья Google ученый

12.

Haché, M. et al. Интратекальные инъекции у детей со спинальной мышечной атрофией: опыт клинических испытаний нусинерсена. J. Child Neurol. 31 , 899–906 (2016).

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

13.

Mendell, J. R. et al. Однодозная генно-заместительная терапия при мышечной атрофии позвоночника. N. Engl. J. Med. 377 , 1713–1722 (2017).

CAS PubMed Статья Google ученый

14.

Sturm, S. et al. Фаза 1 исследования фармакокинетики и фармакодинамики риздиплама (RG7916, RO7034067), модификатора сплайсинга SMN2 , однократного увеличения дозы на здоровых добровольцах мужского пола. руб. J. Clin. Pharmacol. 85 , 181–193 (2019).

CAS PubMed Статья Google ученый

15.

Glascock, J. et al. Алгоритм лечения младенцев с диагнозом спинальной мышечной атрофии в результате скрининга новорожденных. J. Neuromuscul. Дис. 5 , 145–158 (2018).

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

16.

Glascock, J. et al. Пересмотренные рекомендации по лечению младенцев с диагнозом спинальной мышечной атрофии в результате скрининга новорожденных, у которых есть 4 копии SMN2. J. Neuromuscul. Дис. 7 , 97–100 (2020).

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

17.

Feldkötter, M., Schwarzer, V., Wirth, R., Wienker, TF & Wirth, B. Количественный анализ SMN1 и SMN2 на основе ПЦР LightCycler в реальном времени: быстрое и высоконадежное тестирование носителей и прогноз степени тяжести мышечной атрофии позвоночника. Am. J. Hum. Genet. 70 , 358–368 (2002).

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

18.

Arkblad, E. L. et al. Мультиплексная амплификация зонда, зависящая от лигирования, улучшает диагностику спинальной мышечной атрофии. Neuromuscul. Disord. 16 , 830–838 (2006).

PubMed Статья Google ученый

19.

Huang, C.H. et al. Анализ числа копий генов выживания мотонейронов путем мультиплексной амплификации зонда, зависимой от лигирования. Genet. Med. 9 , 241–248 (2007).

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

20.

Gómez-Curet, I. et al. Надежная количественная оценка количества копий гена SMN с помощью ПЦР Taqman в реальном времени. Neurogenetics 8 , 271–278 (2007).

PubMed Статья CAS Google ученый

21.

Alías, L. et al. Точность анализа маркеров, количественная полимеразная цепная реакция в реальном времени и многократная амплификация зонда, зависящая от лигирования, для определения количества копий SMN2 у пациентов со спинальной мышечной атрофией. Genet. Тестовое задание. Мол. Биомаркеры 15 , 587–594 (2011).

PubMed Статья CAS Google ученый

22.

Прайор, Т. В., Наган, Н., Шугарман, Э. А., Батиш, С. Д. и Браастад, К. Технические стандарты и рекомендации по тестированию на спинальную мышечную атрофию. Genet. Med. 13 , 686–694 (2011).

PubMed Статья Google ученый

23.

Chen, X. et al. Диагностика спинальной мышечной атрофии и скрининг носителей на основе данных секвенирования генома. Genet. Med. 22 , 945–953 (2020).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

24.

Butchbach, M. E. R. Применимость цифровой ПЦР к исследованию педиатрических генетических нарушений. Biomol. Обнаружить. Quant. 10 , 9–14 (2016).

CAS Google ученый

25.

Sykes, P.J. et al. Количественное определение мишеней для ПЦР с использованием ограничивающего разведения. Biotechniques 13 , 444–449 (1992).

CAS PubMed Google ученый

26.

Vogelstein, B. & Kinzler, K. W. Цифровая ПЦР. Proc. Natl. Акад. Sci. США 96 , 9236–9241 (1999).

ADS CAS PubMed Статья Google ученый

27.

Stabley, D. L. et al. SMN1 и SMN2 количества копий в клеточных линиях, полученных от пациентов со спинальной мышечной атрофией, как измерено с помощью цифровой ПЦР. Мол. Genet. Геном. Med. 3 , 248–257 (2015).

CAS Статья Google ученый

28.

Vidal-Folch, N. et al. Метод мультиплексной капельной цифровой ПЦР, применимый для скрининга новорожденных, статуса носительства и оценки спинальной мышечной атрофии. Clin. Chem. 64 , 1753–1761 (2018).

CAS PubMed Статья Google ученый

29.

Dueck, M.E. et al. Прецизионный мониторинг рака с использованием новой, полностью интегрированной платформы цифровой ПЦР с разделением на микрофлюидные матрицы. Sci. Отчет 9 , 19606 (2019).

ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

30.

Baer, ​​M., Nilsen, T. W., Costigan, C. & Altman, S. Структура и транскрипция человеческого гена РНК h2, компонента РНК человеческой РНКазы P. Nucleic Acids Res. 18 , 97 (1990).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

31.

Stabley, D. L. et al. Создание эталонного набора данных для аутентификации клеточных линий спинальной мышечной атрофии с использованием STR-профилирования и цифровой ПЦР. Neuromuscul. Disord. 27 , 439–446 (2017).

PubMed PubMed Central Статья Google ученый

32.

Kent, W. J. BLAT: инструмент для выравнивания, подобный BLAST. Genome Res. 12 , 656–664 (2002).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

33.

Vijzelaar, R. et al. Частота вариантов гена SMN, лишенных экзона 7 и 8, сильно зависит от популяции. PLoS ONE 14 , E0220211 (2019).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

34.

Burghes, A.H. M. Когда удаление не является удалением? Когда он конвертируется. Am. J. Hum. Genet. 61 , 9–15 (1997).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

35.

Кашима Т., Рао Н. и Мэнли Дж. Л. Интронный элемент способствует подавлению сплайсинга при спинальной мышечной атрофии. Proc. Natl. Акад. Sci. США 104 , 3426–3431 (2007).

ADS CAS PubMed Статья Google ученый

36.

Wu, X. et al. Переход A-44G в интроне 6 SMN2 защищает пациентов со спинальной мышечной атрофией. Hum. Мол. Genet. 26 , 2768–2780 (2017).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

37.

Luo, M. et al. Еврейский гаплотип SMN1 ашкенази, специфичный для аллелей дупликации, улучшает общеэтнический скрининг носителей спинальной мышечной атрофии. Genet.Med. 16 , 149–156 (2014).

CAS PubMed Статья Google ученый

38.

Chien, Y.H. et al. Пресимптоматическая диагностика спинальной мышечной атрофии посредством скрининга новорожденных. J. Pediatr. 190 , 124–129 (2017).

PubMed Статья Google ученый

39.

Kraszewski, J. N. et al. Пилотное исследование популяционного скрининга новорожденных на спинальную мышечную атрофию в штате Нью-Йорк. Genet. Med. 20 , 608–613 (2018).

PubMed Статья PubMed Central Google ученый

40.

Durie, D. et al. Количественное определение ДНК в пятнах сухой крови новорожденных с помощью адениновой тандемной масс-спектрометрии. Анал. Chem. 90 , 801–806 (2018).

CAS PubMed Статья Google ученый

41.

Lin, Y. et al. Скрининг новорожденных на спинальную мышечную атрофию в Китае с использованием масс-спектрометрии ДНК. Фронт. Genet. 10 , 1255 (2019).

CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый

42.

Vidal-Folch, N. et al. Капельный метод цифровой ПЦР для скрининга новорожденных на тяжелый комбинированный иммунодефицит. J. Mol. Диаг. 19 , 755–765 (2017).

CAS PubMed Статья Google ученый

43.

Milosevic, D. et al. Применение стандартной проверки клинической химии для количественного анализа жидкой биопсии методом цифровой ПЦР по каплям. Clin. Chem. 64 , 1732–1742 (2018).

CAS PubMed Статья Google ученый

44.

Ye, J. et al. Primer-BLAST: инструмент для разработки целевых праймеров для полимеразной цепной реакции. BMC Bioinform. 13 , 134 (2012).

CAS Статья Google ученый

45.

Бланд, Дж. М. и Альтман, Д. Г. Статистические методы для оценки соответствия между двумя методами клинических измерений. Ланцет 327 , 307–310 (1986).

Артикул Google ученый

Разработка одноразового картриджа ПЦР в реальном времени для обнаружения Chlamydia trachomatis непосредственно из мочи

Des Brennan получил B.Sc. и M.Sc. получил степень бакалавра экспериментальной физики в Университетском колледже Дублина в 1995 и 1997 годах соответственно. Он работал в компании Spectral Signatures, расположенной в университетском городке, над разработкой оптических датчиков для мониторинга окружающей среды. Он присоединился к Национальному исследовательскому центру микроэлектроники (NMRC) / Национальному институту Тиндаля в 1996 году, чтобы работать над датчиками для пищевой и молочной промышленности, в частности, над разработкой систем микроспектрометров ближнего инфракрасного диапазона. В 2001 году он присоединился к группе микрофлюидики в Национальном институте NMRC / Tyndall, интегрировав систему микро-ВЭЖХ с оптическим волноводом.В настоящее время он является членом команды нанобиотехнологий в Tyndall, где его недавняя исследовательская деятельность была сосредоточена на интеграции микрофлюидики с методами оптического обнаружения для реализации молекулярных диагностических тестов на кристалле.

Эоин Клэнси окончил Ольстерский университет, Колрейн, Северная Ирландия, в 1995 году со степенью бакалавра биотехнологии. После работы в промышленности он вернулся в академическую среду и в 2004 году получил степень магистра биомедицинских нанотехнологий в Институте наномасштабных наук и технологий (INSAT) Университета Ньюкасла.Здесь он продолжил свои исследования и в настоящее время защищает докторскую диссертацию по использованию микрочастиц для молекулярной экстракции и быстрого обнаружения. В настоящее время он работает докторантом в Национальном университете Ирландии в Голуэе, где его исследования сосредоточены на разработке и проверке методов молекулярной диагностики.

Пол Галвин — руководитель ИКТ для программ здравоохранения и руководитель интерфейсной группы наук о жизни в Национальном институте Тиндаля. Он имеет опыт междисциплинарных исследований, используя платформы с поддержкой нано-, фотоники и ИКТ для создания новых решений для приложений здравоохранения.Он получил докторскую степень в 1995 году и присоединился к Национальному институту Тиндаля (затем NMRC) в 2000 году. Исследования в рамках программ ICT for Health в Тиндале сосредоточены на использовании обширных инструментов проектирования, изготовления и описания, доступных в Тиндале, вместе с опытом моделирования. , встроенное программное обеспечение и системная интеграция для приложений, связанных со здоровьем. Этот исследовательский потенциал лежит в основе разработки новых совместных исследовательских программ с ведущими производителями медицинского оборудования и клиническими экспертами.

© 2021 Автор (ы). Опубликовано Elsevier B.V.

микромашин | Бесплатный полнотекстовый | Цифровая ПЦР: бесконечные рубежи «разделяй и властвуй»

По мере накопления знаний о молекулярно-генетических сценариях количественная оценка молекул ДНК и РНК становится все более важной. Сознательно или нет было разработано множество методов для максимально точного количественного определения количества нуклеиновых кислот. Среди методов количественной оценки, специфичных для последовательностей, предпочтение всегда отдавалось методам, основанным на полимеразной цепной реакции (ПЦР).Количественная ПЦР в реальном времени считается обычной практикой в ​​биомедицинских лабораториях. Однако из-за ограниченной разрешающей способности подсчета этот метод не удовлетворяет все более строгие требования к количественной оценке, особенно когда целевая концентрация относительно низкая или существуют ингибиторы ПЦР, мешающие качественному анализу. Более того, поскольку такие методы, как секвенирование следующего поколения и анализ отдельных клеток, продолжают процветать, интерес к количественному определению нуклеиновых кислот достиг беспрецедентного уровня одиночных молекул.Это привело к процветанию цифровых технологий ПЦР.

«ПЦР с ограниченным разведением» и «ПЦР с одной молекулой» были первыми названиями, используемыми для описания метода, пока не был предложен гораздо более популярный и уместный термин «цифровая ПЦР», который вскоре привлек широкое внимание [1]. Стратегия проста, и метафора «разделяй и властвуй» — хорошая аналогия [2]. Образцы ДНК отдельно амплифицируются в независимых, но идентичных разделах, и результаты детектирования «все или ничего» для каждой реакции следуют статистике Пуассона.После подсчета суммы положительных реакций с помощью поправки Пуассона можно получить не только концентрацию, но и абсолютное количество целевых молекул. В ранних демонстрациях [3,4] исследователи разводили образцы в большом количестве (обычно в сотнях) реакционных сосудов в микролуночных планшетах (рис. 1а), тогда анализ был неизбежно трудоемким и дорогостоящим, и, таким образом, количество разделов было ограничено. . Ситуация изменилась, когда была использована микрофлюидика: умножение в реакторе превратилось в деление, и поэтому общий объем водной пробы уменьшился до менее чем 100 мкл.

Цифровая ПЦР Met Microfluidics

Подходы цифровой ПЦР на основе микрофлюидов обычно делятся на две категории: твердые микрокамеры и эмульсии вода в масле. Первые обычно основываются на методах микротехнологии для создания миниатюрных устройств с микролунками с гораздо меньшими лунками, которых больше, чем обычно используемый нами формат (рис. 2). Такие устройства обычно изготавливаются из полидиметилсилоксана (ПДМС), также используются стекло и пластмассы. Водные образцы делятся на части мельчайшего объема и распределяются по камерам перед их термоциклированием в ПЦР.Цифровая ПЦР с эмульсией воды в масле пришла после своего аналога в твердых камерах, но с момента своего появления быстро развивалась. Геометрия фокусировки потока наиболее часто присутствует в микрофлюидных устройствах, генерирующих капли (рис. 2а). В крестообразном сопле водный образец (дисперсная фаза) зажимается маслом (непрерывная фаза) и образует капли. Таким образом, однородные капли могут непрерывно генерироваться с высокой скоростью при стабильной движущей силе, такой как давление нагнетания. Для любых методов разделения пробы на водной основе, объем и количество разделов, однородность и надежность являются наиболее важными предпосылками цифровой ПЦР.Причина в том, что распределение Пуассона хорошо определило, что этот метод изначально будет отдавать предпочтение меньшим разделам в большем количестве для более точного разрешения счета и более высокого динамического диапазона, и что процедура термоциклирования будет включать такие соображения, как испарение воды, термостабильность эмульсии или микрожидкостные чипы. , совместимость термоциклера и т. д. Эти причины определили стратегии, направленные на улучшение подходов к цифровой ПЦР. Создание образцов микронных размеров не является сложной задачей для преобладающих методов литографии.О заметной новаторской интеграции цифровой ПЦР и микрофлюидики сообщили в 2006 году Ottesen et al. (Рисунок 1b) [5]. Они использовали структуру Quake valve, состоящую из многослойной мягкой литографии, для активного разделения отдельных реакционных камер. На одном чипе можно одновременно обрабатывать 12 идентичных разделов — каждый из примерно тысячи разделов размером 6.5 nL. В коммерческую версию этого дизайна были внесены дальнейшие изменения. Немного снизив количество разделов на образец, цифровые массивы IFC от компании Fluidigm Biomark HD сделали свой чип более компактным с большим количеством образцов на одном чипе, самый компактный тип которого способен обрабатывать 48 образцов по 770 0.85-нл перегородки (рис. 1f). Чтобы включить цифровой ПЦР-анализ в лаборатории с недостаточным опытом в микрофлюидике, можно разработать метод разделения образцов без использования насосов, ни гидравлических, ни пневматических. SlipChip (рис. 1c) не требует тонких микрожидкостных процессов после изготовления чипа, поскольку его загрузка образца представляет собой просто пипетирование, а затем простое скольжение [6]. SlipChips обеспечивают очевидное преимущество своей готовности в сценариях с ограниченными ресурсами. Позже к исследователям пришла идея, получившая название многотомной цифровой ПЦР [11,12], как минимизировать размер SlipChip и уменьшить количество лунок без ущерба для технических характеристик, таких как динамический диапазон.Ключевым моментом является то, что лунки в чипе были спроектированы так, чтобы иметь разные объемы, чтобы исключить серийное разбавление. Как утверждают авторы, он прост, но предполагает несколько сложный математический вывод в теории и менее интуитивную интерпретацию его результатов на практике. Прямой подход к более широкому динамическому диапазону цифровой ПЦР заключается в увеличении количества разделов. В 2011 году это число увеличилось до миллиона, что было описано как «мегапиксельная цифровая ПЦР» (рис. 1e) [8]. Бесклапанное разделение на чипе было реализовано с использованием фторированного масла для промывки водного образца во фторофильных каналах.Небольшой объем камер (10 мкл) обеспечил высокую плотность реактора (4400 на мм ² ). Проницаемость ПДМС для газа и пара позволила создать «тупиковую» конструкцию — были только входы, но не было выходов, поэтому окружающий воздух в камерах был выдавлен через силиконовый каучук, — все же привело к добавлению слоя парилена в качестве пароизоляции для предотвратить испарение образца. Способность капли эмульсии достигать такого же масштаба разделения была подтверждена в том же году. Hatch et al.изготовили микрожидкостный чип с 256 форсунками, генерирующими капли, которые быстро генерировали 1 миллион капель объемом 50 мкл (рис. 1d) и улавливали сигналы флуоресценции с использованием широкопольных изображений [7]. Однако ПЦР, которая происходит в каплях воды в масле, не была чем-то необычным до ее применения в цифровой ПЦР. Эмульсионная ПЦР широко использовалась в области секвенирования следующего поколения для создания клонально амплифицированных фрагментов [1]. Компания Raindance Technologies была одной из первых, кто использовал капли воды в масле одинакового размера для цифровой ПЦР [13].Спустя годы в их коммерциализированном генераторе эмульсии объем капель был уменьшен до 5 мкл, а для образца объемом около 70 мкл было более 10 миллионов капель (рис. 1g), что в настоящее время является рекордом самого высокого динамического диапазона платформы цифровой ПЦР. В погоне за еще меньшим разбиением и крайней миниатюризацией цифровых ПЦР-устройств Men et al. изготовил самые маленькие лунки (36 фемтолитров) на микрофлюидном чипе, изготовленном из PDMS, с самой плотной на сегодняшний день схемой расположения лунок (более 20 000 реакторов на мм ² ) (Рисунок 1j) [9].Каждое устройство имело более 80 000 гексагонально расположенных лунок круглой формы диаметром 3,3 мкм и глубиной 4,2 мкм, в которых использовался гидравлический нажимной клапан для приведения в действие секционирования и предотвращения испарения через PDMS [9]. Однако, хотя стремление к ограничению в науке всегда весело, такое прекрасное микрофлюидное устройство никоим образом не будет широко использоваться, потому что для популярного метода практичность и доступность являются приоритетами.

Правильный дизайн цифрового ПЦР

Хотя академические круги хороши в конкуренции за технические характеристики, промышленность, кажется, лучше знает, что «достаточно хорошо» для решения цифровой ПЦР.Последний, однако, должен уделять гораздо больше внимания надежности, удобству, стоимости и доступности объекта для пользователей, поэтому компромиссы неизбежны. Двумя типичными цифровыми платформами ПЦР являются QuantStudio 3D от Life Technologies (теперь Thermo Fisher) (рис. 1h) и Bio-Rad QX200 [14] (рис. 1i). Они совпадают по объему перегородки (около 0,8 нл) и количеству (около 20 000), но используют разные стратегии: первая капля эмульсии и вторая микросхема с микролунками. Похоже, что их спецификации разделения будут наиболее приветствоваться пользователями-биологами, чей предпочтительный объем образца составляет примерно 20 мкл, а интересующая концентрация в большинстве случаев попадает в этот динамический диапазон.Насколько известно автору, Bio-Rad может занимать самую большую долю рынка за последние два года, и он становится популярным в публикациях, связанных с цифровой ПЦР. Благодаря маркетинговой пропаганде, цифровая ПЦР была хорошо известна многим, наряду с ее компетенцией в различных областях. Приложения. Тем не менее, опасения не давали покоя многим. Цифровая ПЦР, похоже, похожа на тот случай, когда количественная ПЦР когда-то была два десятилетия назад, когда немногие могли позволить себе иметь красивую машину самостоятельно, но сегодня эта машина стала повсеместной.Цена мешает популярности цифровой ПЦР. За последнее десятилетие стоимость одного образца резко снизилась до 3 долларов США (Bio-Rad) [2], но цена инструмента для коммерческих платформ по-прежнему остается намного выше, чем у машин для количественной ПЦР. Чтобы сократить расходы на микрофлюидику, Life Technologies решила использовать силикон и пластик Bio-Rad для своих разделительных блоков соответственно. Более того, микрофлюидика, к счастью, может не следовать закону Мура, и цена может сохраниться, если не произойдет прорыва.

Еще один фактор, который беспокоит пользователей, заключается в том, что для цифровой ПЦР на основе эмульсии, вероятно, произойдет загрязнение. Весь набор Bio-Rad состоит из двух отдельных машин для создания и считывания капель. Капли различных образцов сначала переносятся с помощью пипетки на 96-луночный планшет для термоциклирования, а затем капли всасываются через одно сопло шприца и затем последовательно исследуются в пятне обнаружения флуоресценции. Воздействие продуктов амплифицированной ДНК на открытую экспериментальную среду создает риск заражения последующих анализов.Сомнительно, будет ли такая практика приветствоваться в клинических случаях. Кроме того, в количественном анализе участвует только часть представляющих интерес молекул нуклеиновых кислот. Например, в некоторых подходах к разделению микролунок избыточный образец был добавлен, чтобы убедиться, что все камеры взяты, и большая часть была удалена в процессе герметизации. Аналогичным образом, в методе капель эмульсии, включающем микрофлюидный контроль, жидкие отходы существуют до того, как поток стабилизируется для равномерного образования капель, в дополнение к разрушению и потере капель при переносе эмульсии и считывании подвижных капель.Таким образом, эффективная скорость считывания ограничивается примерно 80% или меньше. Это не повлияет на статистику Пуассона, но все же является неприятностью, неожиданной для строгих анализов.

Turning Tides

Новички в индустрии цифровой ПЦР извлекли уроки и внесли некоторые изменения. Цифровая ПЦР Clarity ™ (JN Medsys, Сингапур) предложила новый метод разделения микролунок: чип в пробирке [15]. Миниатюрный чип с 10 000 микролунок, который разделяет образцы, но может быть помещен в обычно используемую пробирку для ПЦР на 200 мкл, где происходит термоциклирование и считывание сигнала.Таким образом, продукт ДНК после амплификации запечатывается на протяжении всего процесса, и можно использовать обычные терморегуляторы. Цифровая ПЦР Crystal ™ от Stilla Technologies (Вильжюиф, Франция) [16] дала еще один новый метод генерации капель, отличный от традиционных, такой как фокусировка потока, Т-образное соединение или конструкция с параллельным потоком. Градиент ограничения был движущей силой и приводил к образованию однородных капель эмульсии из-за нечувствительности к физическим свойствам жидкости [17]. В этом методе генерация капель, термоциклирование и считывание происходят в микросхеме плоской проточной кюветы последовательно, что предотвращает загрязнение при закрытой обработке.Инновация в производстве монодисперсных эмульсий в 2016 году рассказала еще одну историю капельной цифровой ПЦР, отказавшись от формата «чип». Устройство под названием MiCA имеет небольшую стеклянную пластину, на которой есть несколько сквозных отверстий микронного диаметра [10]. Используя центробежную силу для запуска процесса, водный образец сжимается на монодисперсные капли и струи в смесь поверхностно-активного вещества и масла внизу (рис. 1k) [10]. Водный образец мог быть почти полностью преобразован в капли, в то время как последующий процесс считывания сделал скорость считывания менее идеальной, немного выше 80% (хотя все же выше, чем у многих других методов) [10].Этот метод образования капель центрифугирования проявился как новая возможность, поскольку он представляет собой протокол без чипа, без насоса и без потерь. Кроме того, несколько таких пробирок MiCA могут работать одновременно в мультиплексном режиме, что является хорошим признаком высокой пропускной способности, и работа также подтвердила, что масляная фаза без фтора совместима с цифровой ПЦР, что может помочь снизить стоимость масла. Что касается масляной фазы, используемой в капельной цифровой ПЦР, в последнее десятилетие преобладает фторированное масло. Эта инертная и нетоксичная жидкость имеет заметные характеристики в микрофлюидике и используется с самого начала цифровой ПЦР [13].Его термическая стабильность, сопротивление коалесценции, низкая вязкость и способность растворять газ способствуют его широкому признанию. Тем не менее, некоторые факторы не позволяют фторированному маслу быть идеальным. Во-первых, это высокая стоимость, которая с учетом относительно сложной химии фтора не претерпела бы значительного снижения. Кроме того, совместимое поверхностно-активное вещество для фторированного масла также должно быть фторировано, и поэтому его использование ограничивается несколькими патентованными фторированными продуктами. Другая, казалось бы, тривиальная проблема — высокая плотность. Капли воды собираются на поверхности эмульсии и склонны к испарению и уменьшению размера из-за большого отношения поверхности к объему капель эмульсии.Эмульсионное масло на углеводородной основе имеет больше вариантов ПАВ [7,18], и большинство из них недороги и вполне доступны. Кроме того, капли не будут плавать у поверхности, а оседать на дне нефти с низкой плотностью, что приведет к меньшему испарению. Учитывая это сравнение между двумя категориями масел, все еще остается непредсказуемым, кто станет окончательным победителем для цифровой эмульсии ПЦР, и остается много возможностей для улучшения формул эмульсии. две стратегии: серийный подсчет и плоская визуализация (рис. 2b, d, соответственно).Что касается схемы чтения, за последнее десятилетие было преподнесено несколько сюрпризов, поскольку существующие стратегии, похоже, эффективно решили эту проблему. Разделение микролунок естественным образом подходит для плоской визуализации, в то время как его использование последовательного считывания звучит менее разумно. Для капельного разбиения в большинстве случаев использовался последовательный подсчет. Вышеупомянутая цифровая ПЦР с одним миллионом капель [7] должна была использовать широкопольную оптику для изображения единственного слоя близко расположенных капель. Это связано с тем, что, если капли складываются во время формирования изображения, размытие, вызванное преломлением и дифракцией, будет влиять на результаты визуализации, и последующий графический анализ будет ненадежным.Возникает дилемма, заключающаяся в том, что цифровая ПЦР по каплям имеет меньшую стоимость при разделении, но более высокую стоимость при считывании, а цифровая ПЦР с микролунками — наоборот. Эту сложную, но интересную проблему придется преодолеть с помощью грядущих инноваций.

Таким образом, цифровая ПЦР прошла стадию зарождения и сейчас имеет серьезные тенденции, но все еще не достигла своего пика. До знакомства с микрофлюидиками цифровая ПЦР была практически бездействующей. Последнее десятилетие стало свидетелем того, как микрофлюидные методы ускорили развитие биомедицины, и цифровая ПЦР стала идеальным примером.Современные методы в значительной степени снизили стоимость образца, которая в основном зависит от расходных материалов. Расходные материалы для цифрового ПЦР-анализа не похожи на обычные молекулярно-биологические анализы, так как они требуют тонкого микропроизводства, обработки поверхности и специальной химии.

No related posts.