實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀百科知識(shí)
1. 定義與概述
實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀(Real-Time Quantitative?。校茫遥。瘢校茫遥┦且环N基于聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR)技術(shù),通過(guò)熒光信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)DNA擴(kuò)增過(guò)程的高精度分子生物學(xué)儀器。
核心功能:
定量檢測(cè)DNA/RNA的初始模板量(**定量或相對(duì)定量)。
檢測(cè)基因表達(dá)水平、病原體載量、基因突變等。
廣泛應(yīng)用于疾病診斷、基因研究、食品**檢測(cè)等領(lǐng)域。
2. 核心技術(shù)原理
熒光標(biāo)記機(jī)制:
TaqMan探針?lè)ǎ禾结槑в袩晒饣鶊F(tuán)和淬滅基團(tuán),擴(kuò)增時(shí)探針?biāo)忉尫艧晒狻?/p>
SYBR?。牵颍澹澹罘ǎ喝玖锨度腚p鏈DNA發(fā)出熒光,成本低但特異性稍差。
分子信標(biāo)(Molecular?。拢澹幔悖铮睿呵o環(huán)結(jié)構(gòu)探針,靶序列結(jié)合后發(fā)光。
檢測(cè)模式:
終點(diǎn)法:僅檢測(cè)**終產(chǎn)物量。
實(shí)時(shí)法:通過(guò)Ct值(閾值循環(huán)數(shù))動(dòng)態(tài)分析擴(kuò)增曲線,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定量。
3. 核心參數(shù)與性能指標(biāo)
| 參數(shù) | 意義 | 典型范圍/要求 |
|---|---|---|
| 檢測(cè)通道數(shù) | 支持多色熒光檢測(cè)能力(如FAM,?。龋牛?, ROX) | 1-6通道(多用于多重PCR) |
| 靈敏度 | **低可檢測(cè)DNA拷貝數(shù) | 單拷貝(<10?。悖铮穑椋澹螅蹋蹋?/td> |
| 溫控精度 | 溫度均一性和升降溫速率 | ±0.1°C,升降溫≥4°C/秒 |
| 動(dòng)態(tài)范圍 | 線性定量范圍(Log值) | 7-8?jìng)€(gè)數(shù)量級(jí)(10^1~10^8拷貝) |
4. 主要應(yīng)用場(chǎng)景
**診斷:
病毒/**核酸檢測(cè)(如新冠病毒、HPV、結(jié)核分枝桿菌)。
腫瘤基因突變檢測(cè)(EGFR、KRAS等)。
科研領(lǐng)域:
基因表達(dá)分析(mRNA定量)。
miRNA檢測(cè)、SNP分型。
農(nóng)業(yè)與食品:
轉(zhuǎn)基因成分鑒定。
食源性致病菌(如沙門(mén)氏菌)快速檢測(cè)。
5. 與傳統(tǒng)PCR的對(duì)比
| 特性 | 實(shí)時(shí)熒光定量PCR | 傳統(tǒng)PCR |
|---|---|---|
| 定量能力 | 實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),精準(zhǔn)定量(基于Ct值) | 僅終點(diǎn)定性/半定量(電泳分析) |
| 檢測(cè)速度 | 1-2小時(shí)(含數(shù)據(jù)分析) | 2小時(shí)+額外電泳時(shí)間 |
| 污染風(fēng)險(xiǎn) | 閉管操作,污染風(fēng)險(xiǎn)低 | 開(kāi)蓋電泳,易污染 |
| 成本 | 較高(熒光試劑/探針) | 低 |
6. 操作流程與注意事項(xiàng)
標(biāo)準(zhǔn)流程:
樣本制備:提?。模危粒遥危敛⒎崔D(zhuǎn)錄為cDNA(RNA檢測(cè)時(shí))。
反應(yīng)體系配制:加入引物、探針、模板、Taq酶等。
程序設(shè)置:設(shè)定擴(kuò)增程序(預(yù)變性→循環(huán)擴(kuò)增→熔解曲線分析)。
數(shù)據(jù)分析:通過(guò)軟件計(jì)算Ct值,生成標(biāo)準(zhǔn)曲線或相對(duì)表達(dá)量。
關(guān)鍵注意事項(xiàng):
避免RNA降解(使用RNase抑制劑)。
防止交叉污染(分區(qū)操作、UNG酶防殘留)。
驗(yàn)證引物特異性(熔解曲線單峰)。
7. 主流品牌與型號(hào)
| 品牌 | 代表型號(hào) | 特點(diǎn) |
|---|---|---|
| Bio-Rad | CFX96 | 高性?xún)r(jià)比,5通道檢測(cè),適合中小型實(shí)驗(yàn)室 |
| Thermo Fisher | QuantStudio?。?/td> | 模塊化設(shè)計(jì),支持高通量(384孔板) |
| Roche | LightCycler?。矗福?/td> | 超快升降溫(19°C/秒),精準(zhǔn)溫控 |
| Qiagen | Rotor-Gene?。?/td> | 離心式溫控,均一性好,適合低濃度樣本 |
8. 未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)
數(shù)字化PCR(dPCR):通過(guò)微滴分區(qū)實(shí)現(xiàn)**定量,無(wú)需標(biāo)準(zhǔn)曲線。
便攜化設(shè)備:手持式qPCR儀(如BioFire?。疲椋欤恚粒颍颍幔┯糜诖策厵z測(cè)。
AI整合:自動(dòng)優(yōu)化引物設(shè)計(jì)、智能分析擴(kuò)增異常曲線。
多重檢測(cè)升級(jí):支持10+靶標(biāo)同步檢測(cè)(如病原體panel篩查)。
9. 常見(jiàn)問(wèn)題(FAQ)
Q:是否**須做標(biāo)準(zhǔn)曲線?
A:**定量需要標(biāo)準(zhǔn)品繪制曲線;相對(duì)定量(如2^-ΔΔCt法)可不依賴(lài)標(biāo)準(zhǔn)曲線。Q:熔解曲線出現(xiàn)多峰怎么辦?
A:可能為引物二聚體或非特異擴(kuò)增,需優(yōu)化引物濃度或退火溫度。Q:如何提高低濃度樣本的檢測(cè)靈敏度?
A:增加模板體積、使用高靈敏度探針(如TaqMan?。停牵拢?、減少抑制劑干擾。
總結(jié)
實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀憑借高靈敏度、快速定量、閉管防污染等優(yōu)勢(shì),已成為分子診斷和基因研究的核心技術(shù)平臺(tái)。隨著數(shù)字化、微流控等技術(shù)的融合,其在精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)和即時(shí)檢測(cè)(POCT)中的應(yīng)用將更加廣泛。
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