Construire son thermcycleur pour réaliser une PCR 🧬

La réaction en chaîne par polymérase (PCR) est une technique devenue cruciale pour détecter une molécule d’ADN dans un échantillon, identifier un pathogène ou analyser des gènes. Elle est largement utilisée en diagnostic, recherche, écologie ou génétique. Elle est cependant rendue coûteuse par le prix de machines commerciales, les thermocycleurs, qui peuvent dépasser plusieurs milliers d’euros.

Récemment, une équipe de chercheurs (l’équipe de Kan Luo et al.) a mis au point une nouvelle machine PCR portable, peu chère (≈ 105 euros) et performante, adaptée aux contextes où les moyens sont limités. Le prototype est compacte (environ 21 × 14 × 10 cm), pèse moins d’un kilo, et fonctionne via une batterie externe. 

 

L’élément central est un module Peltier, capable de chauffer et refroidir rapidement un petit bloc en aluminium contenant les tubes PCR. Un couvercle chauffant évite la condensation, et la température est contrôlée par un capteur LM35, un ventilateur et un Arduino UNO. Un simple programme (interface MATLAB) permet de définir les cycles thermiques à réaliser.

 

Les tests sur des PCR de levure ont montré que la qualité des cycles thermiques et l’efficacité de l’amplification étaient proches de celles d’appareils coûteux utilisés en laboratoire. Pourtant le coût est réduit à une fraction de celui d’un équipement commercial. Les composantes sont disponibles facilement et leur assemblage à peu de choses près peut être réalisé dans un lycée ou un petit laboratoire.

Ce type de machine est particulièrement utile : dans des régions éloignées ou pauvres, pour des interventions rapides, ou encore en enseignement pour faire découvrir la biologie moléculaire sans gros budget.

En conclusion, cette approche démontre qu’il est possible de démocratiser la PCR grâce à un design simple, accessible et économique, sans sacrifier la performance.

Références : 

Kan Luo, Wei Cheng, Yu Chen, Qirong Zhang, Chaobing Liang, Jianxing Li, Wu Wang,
A portable low-cost polymerase chain reaction device, HardwareX, Volume 21, 2025, https://doi.org/10.1016/j.ohx.2025.e00635.