Real-time fluorescence quantitative PCR analyzer
实时荧光定量 PCR 分析仪是一种用于对核酸进行定量分析的仪器，在生物学、医学等多个领域有着广泛的应用。以下是其原理、构造、特点及应用的具体介绍：
- 工作原理：在 PCR 反应体系中加入荧光基团，利用荧光信号的变化实时监测整个 PCR 进程，通过标准曲线对未知模板进行定量分析。常用的荧光化学方法有 SYBR Green Ⅰ 染料法和 TaqMan 探针法。SYBR Green Ⅰ 能与双链 DNA 非特异性结合，在 PCR 扩增过程中，随着双链 DNA 的合成，荧光信号强度不断增加，其强度与 PCR 产物的数量成正比。TaqMan 探针法使用一段特异性的荧光标记探针，该探针能与目标 DNA 序列杂交，在 PCR 扩增过程中，Taq 酶的 5′-3′ 外切酶活性会将探针切割，使荧光基团与淬灭基团分离，从而产生荧光信号，荧光信号的产生与目标 DNA 的扩增同步。
- 仪器构造
- 热循环系统：用于实现 PCR 反应所需的不同温度条件，包括变性、退火和延伸等步骤的温度控制。通常由加热模块、制冷模块和温度传感器等组成，能够快速、精确地调节反应体系的温度，以保证 PCR 反应的高效进行。
- 荧光检测系统：由激发光源、荧光检测器和滤光片等组成。激发光源提供特定波长的光，激发荧光基团产生荧光信号，荧光检测器则负责检测荧光信号的强度，并将其转化为电信号或数字信号，传递给仪器的控制系统进行分析和处理。滤光片用于选择特定波长的荧光信号，排除其他杂散光的干扰，提高检测的准确性和灵敏度。
- 控制系统：是仪器的核心部分，负责控制热循环系统和荧光检测系统的运行，实现对整个实验过程的自动化控制。它可以设置各种实验参数，如温度、时间、循环次数等，并实时监测和记录实验数据，对数据进行分析和处理，最终输出实验结果。
- 仪器特点
- 高灵敏度：能够检测到极低拷贝数的核酸模板，可实现对痕量核酸的定量分析，对于一些早期疾病诊断、病原体检测等需要高灵敏度检测的应用场景非常适用。
- 高特异性：通过使用特异性的引物和探针，能够准确地识别目标核酸序列，避免非特异性扩增的干扰，从而提高检测的准确性和可靠性。
- 实时监测：在 PCR 反应过程中实时监测荧光信号的变化，能够动态观察核酸扩增的全过程，不仅可以得到最终的定量结果，还可以了解扩增曲线的形态和特征，有助于分析实验结果和判断实验的有效性。
- 高通量：一些实时荧光定量 PCR 分析仪具有多个反应通道或多孔板设计，可以同时进行多个样品的检测，大大提高了实验效率，适用于大规模的样本筛查和基因表达分析等研究。
- 应用领域
- 医学诊断：用于病原体检测，如病毒（如新冠病毒、乙肝病毒等）、细菌和真菌等的核酸定量分析，帮助医生进行疾病的早期诊断、病情监测和治疗效果评估。还可用于肿瘤相关基因的检测，如癌基因的表达水平分析、肿瘤标志物的定量检测等，为肿瘤的诊断、预后判断和个体化治疗提供依据。
- 生物学研究：在基因表达分析中，可定量检测不同组织、不同发育阶段或不同生理状态下基因的表达量变化，深入了解基因的功能和调控机制。也可用于 DNA 甲基化分析、SNP 分型等研究领域，为遗传学、分子生物学等学科的研究提供重要的技术支持。
- 农业领域：可用于检测农作物中的转基因成分，对转基因作物进行定性和定量分析，保障农产品的安全性和质量。同时，也可用于植物病原体的检测和植物基因表达研究，有助于农作物病虫害防治和品种改良。