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賽默飛熒光定量PCR儀概述

賽默飛熒光定量 PCR 儀（Quantitative PCR, qPCR）是一類將聚合酶鏈式反應（PCR）的核酸擴增技術與熒光信號檢測技術結合的高精度分子生物學儀器。它能夠在 DNA 或 RNA 的擴增過程中實時監(jiān)測熒光信號的變化，從而在反應結束前即定量分析起始模板的拷貝數(shù)。這種方式不同于傳統(tǒng)終點 PCR，只在反應結束時通過電泳分析產物；qPCR 能在反應的指數(shù)擴增階段獲得更準確的數(shù)據(jù)，減少耗時并降低污染風險。

賽默飛作為全球生命科學領域的知名廠商，其熒光定量 PCR 系列在科研、臨床、農業(yè)、食品安全及分子診斷等領域有著廣泛應用，憑借穩(wěn)定性高、檢測靈敏度強、通量靈活以及軟件功能豐富而受到用戶青睞。

工作原理

賽默飛熒光定量 PCR 儀的核心原理是熒光信號實時檢測結合 PCR 核酸擴增。主要流程如下：

1. 模板與反應體系準備
   待測的 DNA 或經逆轉錄生成的 cDNA，與引物、核苷酸、Taq DNA 聚合酶以及熒光探針或染料混合。

2. 熱循環(huán)擴增
   儀器通過精確控溫實現(xiàn)變性、退火、延伸等循環(huán)步驟，完成目標片段的指數(shù)級擴增。

3. 熒光信號采集
   在每個循環(huán)的特定階段，激發(fā)光源照射樣品中的熒光分子，引發(fā)其發(fā)射特定波長的光信號，由光電檢測器捕獲。

4. 實時分析
   儀器軟件將熒光強度與循環(huán)數(shù)建立關系曲線（擴增曲線），通過閾值循環(huán)數(shù)（Ct 值）與標準曲線比較，計算出初始模板濃度。

熒光信號來源主要有兩類：

• 非特異性熒光染料（如 SYBR Green）：與雙鏈 DNA 結合后發(fā)光，簡單、成本低，但可能檢測到非特異性產物。

• 特異性熒光探針（如 TaqMan）：僅在目標片段擴增時釋放熒光，特異性和準確性更高。

結構與主要部件

賽默飛熒光定量 PCR 儀的典型結構包括：

1. 熱循環(huán)模塊
   高精度 Peltier 元件控制樣品加熱與降溫，保證溫度均勻性與快速切換。

2. 光學檢測系統(tǒng)

• 激發(fā)光源（常用 LED 或鹵素燈）

• 光學濾光片或分光系統(tǒng)

• 光電倍增管（PMT）或 CCD/CMOS 檢測器
  多通道配置可同時檢測不同熒光信號，支持多重檢測。

3. 樣品模塊
   支持 96 孔、384 孔或微量管/玻片，部分型號可適配快速反應耗材。

4. 控制與數(shù)據(jù)處理單元
   嵌入式處理器與外接計算機/軟件連接，實現(xiàn)程序設定、數(shù)據(jù)采集與分析。

5. 人機交互界面
   部分型號配備觸控屏，支持脫機運行與 USB 數(shù)據(jù)導入導出。

主要型號與特點

賽默飛熒光定量 PCR 系列覆蓋從入門到高端的多種型號，例如 QuantStudio 系列、StepOne 系列等。不同型號在通量、檢測靈敏度、光學通道數(shù)量、溫控速度和軟件功能方面有所區(qū)別。

• QuantStudio 3/5/6/7/12 系列

• 適合不同規(guī)模實驗室

• 多通道檢測（4–6 色）

• 云端數(shù)據(jù)管理功能

• 自動化兼容性高

• StepOne/StepOnePlus

• 中小通量（48 或 96 孔）

• 操作界面簡潔，適合教學和常規(guī)科研

• 高通量型號

• 支持 384 孔板

• 適用于基因組大規(guī)模篩查和多重檢測

技術優(yōu)勢

1. 高靈敏度與寬動態(tài)范圍
   能檢測極低拷貝數(shù)核酸，動態(tài)范圍可達 10? 倍。

2. 溫控精準與均勻
   孔間溫差低，確保不同反應單元的擴增曲線一致。

3. 多重檢測能力
   一次反應可同時檢測多個靶標，提高效率并降低成本。

4. 軟件智能化
   自動分析 Ct 值、繪制標準曲線、進行相對或絕對定量分析；可實現(xiàn) SNP 分型、熔解曲線分析等。

5. 數(shù)據(jù)可追溯性
   云平臺存儲和分析，便于團隊協(xié)作與數(shù)據(jù)安全管理。

應用領域

1. 基礎科研

• 基因表達分析

• microRNA 定量

• 病毒載量檢測

2. 臨床診斷

• 病原微生物檢測（如新冠病毒）

• 遺傳病篩查

• 癌癥標志物監(jiān)測

3. 農業(yè)與食品安全

• 轉基因檢測

• 食源性病原菌篩查

• 動植物品種鑒定

4. 環(huán)境監(jiān)測

• 水質微生物分析

• 病原污染溯源

使用流程（示例）

1. 實驗設計：確定引物探針、選擇反應體系與檢測模式。

2. 配制反應液：按體系加入模板、引物、探針、酶和緩沖液。

3. 上樣：將反應液加入 PCR 板或管，封口防止蒸發(fā)。

4. 設定程序：輸入變性、退火、延伸等循環(huán)溫度和時間。

5. 運行與監(jiān)控：啟動儀器，實時監(jiān)測熒光信號。

6. 結果分析：讀取 Ct 值并進行定量或定性分析。

維護與注意事項

1. 光學系統(tǒng)保護：避免強光直射，定期清潔濾光片和光路。

2. 溫控模塊保養(yǎng)：保持熱蓋與樣品模塊清潔，防止殘留物影響溫度傳導。

3. 軟件與固件更新：保持系統(tǒng)最新狀態(tài)，確保兼容性與穩(wěn)定性。

4. 耗材選擇：使用廠家推薦的耗材可提高檢測一致性。

5. 防止交叉污染：嚴格分區(qū)操作，配合無酶耗材和專用移液器。

發(fā)展趨勢

隨著分子診斷與精準醫(yī)療的發(fā)展，賽默飛熒光定量 PCR 儀正向以下方向演進：

• 更高通量與自動化：結合自動加樣系統(tǒng)，實現(xiàn)大規(guī)模檢測。

• 便攜化與即時檢測：小型化設備適用于現(xiàn)場檢測與應急響應。

• 多組學結合：與數(shù)字 PCR、測序平臺協(xié)同，拓展數(shù)據(jù)深度與應用廣度。

• 智能化分析：結合 AI 算法進行復雜數(shù)據(jù)解讀和結果預測。