产品知识

实时荧光PCR分析仪

作者:春天 日期:2025-07-07 人气:4

定义

实时荧光PCR分析仪是一种将传统PCR扩增与荧光信号检测同步进行的高精度分子生物学设备。通过在PCR反应体系中加入荧光标记物(探针或染料),实时监测扩增过程中荧光强度的变化,实现对目标核酸(DNA/RNA)的定量(**/相对)或定性分析,无需后期电泳检测。


核心原理

  1. PCR扩增基础

    • 遵循聚合酶链式反应(PCR)三步骤:变性(高温解链DNA)、退火(引物结合模板)、延伸(合成新链)。

  2. 荧光信号生成

    • TaqMan探针:5'端报告基团(FAM),3'端淬灭基团(TAMRA),水解后释放荧光。

    • 分子信标:茎环结构,结合靶序列后发夹打开,荧光恢复。

    • 双杂交探针:相邻探针发生FRET能量转移产生荧光。

    • SYBR Green等染料嵌入双链DNA,发射荧光(强度与产物量成正比)。

    • 缺点:易受非特异产物干扰。

    • 荧光染料法(非特异性):

    • 荧光探针法(特异性):

  3. 实时监测

    • 每轮循环结束时检测荧光强度,生成扩增曲线。

    • 阈值线(Threshold):背景荧光以上的设定值,与Ct值相关。

    • Ct值(Cycle Threshold):荧光强度达到阈值时的循环数,与起始模板量负相关(定量依据)。


核心组件

组件功能
热循环模块精确控制温度(±0.1℃),实现变性、退火、延伸的快速切换。
光学检测系统- 光源:LED、卤钨灯或激光器
- 滤光片/光栅:选择激发/发射波长
- 检测器:CCD或PMT捕获荧光信号
多通道检测支持4-6色荧光通道(如FAM, HEX, ROX, Cy5),实现多重检测。
温控技术- Peltier半导体温控:主流技术
- 离心式空气加热(快速PCR仪)
软件与分析模块控制仪器运行,分析扩增曲线、计算Ct值、生成标准曲线、输出定量/熔解曲线结果。

工作流程

  1. 样本准备:提取核酸(DNA/RNA),构建反应体系(引物、探针、酶、dNTPs)。

  2. 加样:转移**专用PCR管或96/384孔板。

  3. 程序设置:

    • 温度程序(预变性→循环扩增→延伸)

    • 荧光通道选择(根据染料/探针波长)

  4. 实时监测:每轮循环结束采集荧光信号。

  5. 数据分析:

    • 定量分析:通过标准曲线计算模板拷贝数(**定量)或相对表达量(如2<sup>−ΔΔCt</sup>法)。

    • 定性分析:熔解曲线分析(SYBR Green法验证产物特异性)。

    • 阳性判定:Ct值≤预设阈值(通常35-40)。


关键性能参数

参数意义
检测灵敏度**低可检出模板量(可达单拷贝级别)。
动态范围可准确定量的浓度范围(通常跨越6-8个数量级)。
分辨率区分浓度差异的能力(如±1.5倍差异)。
通量单次运行样本数(96孔/384孔板,高通量机型支持数千样本/天)。
升温/降温速率影响PCR速度(常规仪器:3-5°C/秒;快速PCR仪:>10°C/秒)。
多色检测能力支持同步检测的荧光通道数(4-6通道为主)。

主要应用领域

  1. 病原体检测

    • 病毒(COVID-19、流感、HIV)、**(结核分枝杆菌)、寄生虫的快速诊断。

  2. 基因表达分析

    • mRNA定量(qRT-PCR),研究基因调控机制。

  3. 基因分型与突变检测

    • SNP分析、插入/缺失鉴定(探针法或熔解曲线分析)。

  4. 转基因检测

    • 食品/作物中转基因成分定量(如35S启动子、NOS终止子)。

  5. **开发与药效评估

    • 靶基因表达水平监测。

  6. 法医学

    • DNA指纹图谱、亲子鉴定。


优势与局限性

优势局限性
▶ 高灵敏度与特异性▶ 易受抑制剂影响(血色素、肝素等)
▶ 闭管操作,降低污染风险▶ 引物/探针设计难度高(尤其多重检测)
▶ 定量范围广,无需后期处理▶ 设备及试剂成本较高
▶ 快速获得结果(1-2小时)▶ 对实验操作规范性要求严格
▶ 支持多重检测(多靶标同步分析)▶ **定量需标准品(增加复杂性)

使用注意事项

  1. 防污染措施:

    • 分区域操作(试剂准备区→样本处理区→扩增区)。

    • 使用带滤芯吸头、UV灯**工作台。

  2. 质量控制:

    • 设置阴性对照(无模板)、阳性对照、内参基因(如GAPDH)。

  3. 探针/染料选择:

    • 多重检测需避免光谱重叠。

  4. RNA检测:

    • 需逆转录步骤(qRT-PCR),严防RNA酶污染。


发展趋势

  1. 便携化与现场检测

    • 手持式/床旁快速PCR仪(如用于突发疫情现场筛查)。

  2. 自动化整合

    • 与核酸提取仪、液体处理工作站联用,构建全自动检测线。

  3. 数字PCR(dPCR)互补

    • 提供**定量无需标准曲线,适用于低丰度靶标分析。

  4. 多重检测能力提升

    • 发展10色以上荧光系统,实现超多重靶标同步检测。

  5. AI辅助分析

    • 自动识别异常扩增曲线,优化结果判读准确性。


代表厂商与机型

  • 赛默飞世尔(Thermo Fisher):QuantStudio 5/7, StepOnePlus

  • 伯乐(Bio-Rad):CFX96/384, CFX Opus

  • 罗氏(Roche):LightCycler 480/96

  • 安捷伦(Agilent):AriaMx

  • 国产平台:宏石(SLAN)、博日(LineGene)

注:文章来源于网络,如有侵权,请联系删除

特别注意事项
本信息来源于网络,仅供参考,不作为医用临床使用和诊断依据;
涉及产品( 实时荧光PCR分析仪)可能含有禁忌内容或者注意事项,具体详见说明书;
消费者应仔细阅读产品说明书或者在医务人员的指导下购买和使用。
涉及产品名称、品牌、型号、中标参考价企业名称等信息均来自网络或AI生成,不作为下单采购依据,如有侵权请联系删除屏蔽处理。
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