賽默飛實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀ViiA 7工作原理

賽默飛實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀ViiA 7（Applied Biosystems）是一款專為實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（qPCR）設(shè)計(jì)的設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)分析、基因突變檢測、微生物鑒定、病毒檢測等領(lǐng)域。ViiA 7能夠通過實(shí)時(shí)監(jiān)測PCR反應(yīng)中的熒光信號(hào)變化，準(zhǔn)確地提供樣品中目標(biāo)基因的初始拷貝數(shù)。本文將詳細(xì)介紹ViiA 7實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀的工作原理、特點(diǎn)、應(yīng)用以及優(yōu)勢。

1. 實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)概述

實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)（qPCR）是一種能夠在PCR反應(yīng)過程中實(shí)時(shí)監(jiān)測擴(kuò)增過程的方法。與傳統(tǒng)的PCR技術(shù)不同，qPCR通過熒光探針或染料在每個(gè)擴(kuò)增循環(huán)中釋放的熒光信號(hào)來定量分析DNA樣本的初始量。PCR反應(yīng)利用特定的引物和探針，在溫度變化的循環(huán)中對目標(biāo)DNA進(jìn)行擴(kuò)增，并通過熒光信號(hào)強(qiáng)度的變化監(jiān)測擴(kuò)增進(jìn)程，從而定量初始模板。

傳統(tǒng)PCR需要在反應(yīng)結(jié)束后通過凝膠電泳等方法才能分析結(jié)果，而qPCR通過實(shí)時(shí)測量擴(kuò)增過程中熒光信號(hào)的變化，提供了高靈敏度和高通量的定量信息。

2. ViiA 7實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀工作原理

ViiA 7實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀的工作原理基于熒光信號(hào)的檢測。其核心過程包括模板DNA的擴(kuò)增、熒光信號(hào)的采集和數(shù)據(jù)分析。以下是ViiA 7工作原理的詳細(xì)步驟：

2.1 PCR反應(yīng)過程

實(shí)時(shí)PCR過程包含三個(gè)主要步驟：變性、退火和延伸。在每個(gè)循環(huán)中，ViiA 7都會(huì)實(shí)時(shí)記錄熒光信號(hào)的變化，隨著PCR反應(yīng)的進(jìn)行，信號(hào)強(qiáng)度會(huì)增加。這一過程具體如下：

1. 變性：在高溫下，DNA雙鏈分離為單鏈。

2. 退火：溫度下降，引物與模板DNA結(jié)合，形成DNA-引物復(fù)合物。

3. 延伸：在適宜的溫度下，DNA聚合酶根據(jù)模板DNA合成新的DNA鏈。

隨著反應(yīng)的進(jìn)行，目標(biāo)DNA數(shù)量的不斷增加，熒光信號(hào)也會(huì)逐漸增強(qiáng)。ViiA 7系統(tǒng)通過熒光信號(hào)的變化，來計(jì)算樣品中目標(biāo)基因的初始拷貝數(shù)。

2.2 熒光信號(hào)檢測

ViiA 7使用高靈敏度的熒光探測系統(tǒng)，能夠在每個(gè)PCR循環(huán)結(jié)束時(shí)實(shí)時(shí)采集熒光信號(hào)。熒光探針或染料在擴(kuò)增過程中與特定的DNA序列結(jié)合，產(chǎn)生熒光。ViiA 7可以使用不同類型的熒光染料和探針，如SYBR Green、TaqMan探針等。

• SYBR Green：一種常用的熒光染料，能夠結(jié)合雙鏈DNA并在激發(fā)光照射下發(fā)射熒光。由于其非特異性結(jié)合方式，它適用于所有類型的目標(biāo)序列。

• TaqMan探針：是一種具有熒光標(biāo)記的探針，其通過與目標(biāo)DNA的特異性結(jié)合，在擴(kuò)增過程中產(chǎn)生熒光信號(hào)。

每個(gè)熒光信號(hào)的強(qiáng)度與PCR產(chǎn)物的數(shù)量成正比，因此可以通過熒光信號(hào)的變化來定量目標(biāo)DNA。

2.3 熒光信號(hào)與CT值的關(guān)系

在qPCR實(shí)驗(yàn)中，檢測到的熒光信號(hào)會(huì)隨著每個(gè)循環(huán)的進(jìn)行而增加。實(shí)驗(yàn)通常使用CT（閾值周期）值來表示熒光信號(hào)明顯超過背景噪音的周期數(shù)。CT值越低，表示樣品中目標(biāo)基因的初始拷貝數(shù)越多。

ViiA 7通過精確計(jì)算CT值和樣品中目標(biāo)DNA的標(biāo)準(zhǔn)曲線，能夠進(jìn)行定量分析。標(biāo)準(zhǔn)曲線通常由一系列已知濃度的模板DNA構(gòu)建，通過比較樣品的CT值與標(biāo)準(zhǔn)曲線的對應(yīng)關(guān)系，最終可以計(jì)算出目標(biāo)基因的初始拷貝數(shù)。

2.4 多重PCR和多重?zé)晒鈾z測

ViiA 7支持多重PCR技術(shù)，即同時(shí)檢測多個(gè)目標(biāo)基因。通過使用不同波長的熒光標(biāo)記物，可以在一個(gè)反應(yīng)中同時(shí)檢測多個(gè)基因的擴(kuò)增。每個(gè)熒光染料或探針與特定的目標(biāo)基因結(jié)合，通過不同的熒光信號(hào)進(jìn)行區(qū)分。這種多重PCR技術(shù)在高通量篩選和基因表達(dá)分析中非常有用。

3. ViiA 7實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀的主要特點(diǎn)

ViiA 7實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀具有多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)優(yōu)勢，使其成為科研和臨床實(shí)驗(yàn)中非?？煽康墓ぞ?。以下是ViiA 7的一些主要特點(diǎn)：

3.1 高靈敏度和高分辨率

ViiA 7采用了先進(jìn)的熒光探測系統(tǒng)，具有靈敏度和分辨率，能夠檢測到極低濃度的目標(biāo)DNA。其精準(zhǔn)的熒光信號(hào)采集能力，確保了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的高可靠性和重復(fù)性。

3.2 精確的溫控系統(tǒng)

ViiA 7配備了精確的溫控系統(tǒng)，能夠精確控制PCR反應(yīng)的溫度變化，確保每個(gè)擴(kuò)增循環(huán)的準(zhǔn)確執(zhí)行。這對于復(fù)雜的基因擴(kuò)增和多重PCR反應(yīng)尤為重要。

3.3 靈活的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和自動(dòng)化分析

ViiA 7的用戶界面簡潔直觀，支持靈活的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。通過軟件，用戶可以根據(jù)需要設(shè)定PCR反應(yīng)的條件，選擇合適的熒光染料或探針。此外，ViiA 7配備了自動(dòng)化分析工具，可以自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和結(jié)果分析，極大地提高了實(shí)驗(yàn)效率。

3.4 多樣的檢測模式

ViiA 7支持多種檢測模式，包括SYBR Green染料法、TaqMan探針法和多重PCR檢測，用戶可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇合適的模式。這些模式的結(jié)合，使得ViiA 7在基因表達(dá)分析、基因突變檢測和病原微生物檢測等多個(gè)領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。

3.5 良好的數(shù)據(jù)管理和可視化功能

ViiA 7配備了強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理和可視化功能，用戶可以方便地查看實(shí)驗(yàn)結(jié)果、生成報(bào)告并進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。其內(nèi)置的分析軟件能夠提供詳細(xì)的CT值、標(biāo)準(zhǔn)曲線、效率分析等信息，并支持與其他實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的比較。

4. ViiA 7的應(yīng)用領(lǐng)域

ViiA 7在多個(gè)領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用，特別是在基因表達(dá)分析、病毒檢測、基因突變篩查等方面具有重要意義。

4.1 基因表達(dá)分析

ViiA 7廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)定量分析，研究人員通過實(shí)時(shí)qPCR技術(shù)，能夠監(jiān)測不同條件下基因的表達(dá)變化。這對于研究基因調(diào)控機(jī)制、篩選藥物靶點(diǎn)、分析疾病相關(guān)基因等具有重要意義。

4.2 病毒檢測

ViiA 7可用于病毒的定量檢測，特別是在臨床檢測中，如新冠病毒檢測、HIV病毒檢測、乙肝病毒檢測等。實(shí)時(shí)qPCR技術(shù)能夠在病毒量極低時(shí)準(zhǔn)確檢測，并且能夠快速出具檢測結(jié)果。

4.3 基因突變檢測

ViiA 7可用于檢測基因突變，尤其是單核苷酸多態(tài)性（SNP）和插入/缺失（Indel）變異。通過設(shè)計(jì)特異性探針，可以快速準(zhǔn)確地識(shí)別和定量突變的存在。

4.4 微生物檢測

ViiA 7還可以用于微生物檢測，如細(xì)菌、真菌等病原微生物的定量分析。通過實(shí)時(shí)PCR技術(shù)，能夠在樣本中快速檢測到微生物的存在，并對其進(jìn)行定量分析。

5. 總結(jié)

賽默飛ViiA 7實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀是一款高性能的PCR分析工具，具有靈敏度高、溫控精確、實(shí)驗(yàn)靈活等優(yōu)點(diǎn)。它通過實(shí)時(shí)監(jiān)測PCR反應(yīng)中的熒光信號(hào)，能夠提供準(zhǔn)確的定量數(shù)據(jù)，廣泛應(yīng)用于基因表達(dá)、病毒檢測、基因突變分析等多個(gè)領(lǐng)域。隨著生物技術(shù)的不斷發(fā)展，ViiA 7的應(yīng)用前景將越來越廣泛，成為科研和臨床實(shí)驗(yàn)中的重要工具。