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美国abi赛默飞世尔 QuantStudio5 实时荧光定量PCR仪

QuantStudio 5 实时荧光定量PCR仪详尽介绍

一、产品概述

QuantStudio 5 是赛默飞世尔科技（Thermo Fisher Scientific）开发的一款第五代实时荧光定量PCR仪，专为科研人员、临床实验室及工业用户设计，融合高灵敏度检测能力、直观的软件操作界面与灵活的扩展能力，广泛适用于基因表达分析、SNP 分型、病原检测、拷贝数变异检测等分子生物学研究领域。

该仪器支持多种荧光染料和反应板规格，可通过Wi-Fi、以太网或USB进行灵活的数据传输，适应不同实验室的信息化需求。同时，其出色的数据准确性与重现性，使其成为生命科学与分子诊断领域的理想工具。

二、核心技术特点

1. 五色检测系统

QuantStudio 5 配备五通道荧光检测系统，可同时监测五种荧光信号，兼容SYBR Green、FAM、VIC、ROX、Cy5等多种染料。该设计为多重反应提供了技术支持，显著提升了通量与实验效率。

2. 高灵敏度与宽动态范围

该PCR仪能够检测低至1拷贝的DNA模板，且在10个数量级的动态范围内保持稳定的线性扩增关系。这一性能尤其适合低丰度靶标的分析与定量研究。

3. 高均一性的热循环模块

采用精密的温控模块，温度均一性可达到±0.25°C，有效消除孔间差异，确保实验结果的可重复性。加热与冷却速率均衡，节省实验时间。

4. 智能化分析软件

配套的QuantStudio Design and Analysis Software v1.5 拥有直观界面，支持云端管理、自动基线设定、阈值计算、标准曲线分析等功能，并提供丰富的数据可视化工具，便于用户快速获取结论。

5. 灵活的数据连接与远程操控

支持局域网与云平台（Thermo Fisher Cloud）连接，可通过电脑、平板或手机远程操控和监测实验进度，极大提高实验室运行效率。

三、适用领域

1. 医学诊断与临床研究

可用于病毒检测（如新冠病毒、流感病毒）、肿瘤基因突变分析、遗传病筛查等，是临床分子诊断的重要支撑设备。

2. 基因表达研究

在农业生物学、发育生物学、免疫学等基础研究中，QuantStudio 5 可实现高通量的mRNA表达定量分析。

3. 药物开发与毒理学

适合靶点基因响应性筛查、药物代谢通路分析、毒性基因检测等工作，为药企研发提供分子水平的数据支持。

4. 食品与环境检测

广泛应用于转基因作物检测、致病菌监控、食品安全检测、水体和土壤中病原体筛查等领域。

四、用户友好设计

1. 人性化触控屏

7英寸全彩触控屏，提供直观导航与操作，用户可直接在仪器端进行实验启动、方法设置与结果初步查看，无需依赖外接电脑。

2. 简化的实验流程

从反应体系构建、上样到启动PCR程序，整个操作流程被高度简化，即使是初级用户也能快速上手，大大降低培训成本。

3. 模块化设计

仪器结构紧凑，占地面积小，散热系统优化设计支持连续运行，适用于各种实验室环境。可选配快速热循环模块以满足特定需求。

4. 板型兼容性强

支持96孔标准反应板、0.2 mL PCR管和8联管，具备更高的灵活性，便于不同类型实验任务切换。

五、软件系统与数据管理

QuantStudio软件系统是仪器的核心支撑之一，主要包括：

  • 实验设计模块：支持标准曲线、比较CT法、绝对定量、SNP分型、熔解曲线分析等实验方案。

  • 数据分析模块：集成基因表达、拷贝数变异、等位基因鉴定等功能，数据处理准确快速。

  • 云端数据同步：支持与Thermo Fisher Cloud对接，实验数据可在多终端间无缝同步，支持团队协作与远程监控。

  • 权限管理与审计跟踪：适合GxP环境与临床质量控制场景，满足数据安全合规性要求。

六、运行与维护简便性

1. 快速校准功能

内置自动校准程序和诊断系统，可按需或定期执行性能检测，确保仪器稳定运行。

2. 长寿命LED光源

使用高效能LED激发源，寿命长达10万小时，免除频繁更换激发光源的烦恼，降低维护成本。

3. 软件升级与远程支持

厂商提供持续的软件功能更新与远程技术支持服务，确保用户始终使用最先进的功能版本。

七、技术规格一览

项目说明
检测通道1～5通道（可选）
光源类型长寿命高亮LED
检测器高灵敏CCD
动态范围高达10⁹数量级
温控精度±0.25°C
温度范围4°C - 99°C
升降温速率高达4.0°C/s（快速模块）
支持反应耗材96孔板、0.2 mL管、8联管
数据导出格式CSV、PDF、SDS、TXT、Excel等
连接方式USB、LAN、Wi-Fi
软件兼容性Windows 10 及以上
云支持Thermo Fisher Cloud

八、用户优势与价值体现

  1. 提升实验效率：多通道同步检测、快速升温设计与智能分析软件协同，极大缩短实验周期。

  2. 保障数据质量：高均一性热控与敏锐检测系统确保数据可靠性，为研究提供坚实基础。

  3. 降低运营成本：长寿命光源、智能校准功能降低维护负担，运行更稳定。

  4. 适应性强：无论是基础研究、临床应用，还是工业检测，均可胜任，满足不同实验需求。

  5. 智能化升级路径：支持系统软件与云端平台协同进化，确保仪器生命周期内技术不过时。

九、总结

QuantStudio 5 实时荧光定量PCR仪以其高性能检测能力、出色的用户体验、强大的数据分析系统和广泛的应用适配性，在生命科学领域树立了新的技术标杆。它不仅能帮助科研人员获取高质量数据，更能在临床与产业界实现高通量、高准确度的分子检测需求，是现代实验室不可或缺的核心设备之一。

如需进一步提升检测规模或集成自动化系统，QuantStudio 系列还提供更多型号与配套解决方案，助力科研与临床工作持续前行。


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    赛默飞ABI 7500实时荧光定量PCR仪原理及应用详解
    一、前言
    ABI 7500实时荧光定量PCR仪是由Applied Biosystems公司开发并由赛默飞（Thermo Fisher Scientific）整合运营的一款经典qPCR平台。自推出以来，该仪器凭借其优良的性能表现、稳定的荧光检测系统、广泛的适用性与成熟的软件支持，成为全球科研机构、临床检测实验室以及生物技术企业广泛使用的分子检测工具。

    ABI 7500以其精确的荧光定量能力、高度自动化的操作界面和灵活的实验设计支持，已成为实时PCR技术在各类分子生物学实验中应用的标志性设备之一。

    二、基本原理
    ABI 7500基于实时荧光定量PCR（Real-Time Quantitative PCR）技术工作，其核心是通过荧光染料或荧光探针实时监控PCR扩增反应中目标核酸的复制情况。荧光信号的强度与扩增产物量直接相关，系统通过监测每个循环中的荧光变化，推算出初始模板浓度。

    1. 荧光信号监测
    在PCR反应中，荧光信号通常通过以下两种策略生成：

    非特异性染料法（如SYBR Green）：与所有双链DNA结合，当扩增产物形成时，荧光强度增强。

    特异性探针法（如TaqMan探针）：探针结合靶序列，被Taq酶裂解释放荧光基团，产生特异性信号。

    2. Ct值概念
    Ct值（Cycle Threshold）指荧光信号首次显著高于背景的循环数。Ct值越小，表明样本中靶基因起始拷贝数越多，反之亦然。ABI 7500通过准确测定Ct值，实现对核酸分子的绝对或相对定量分析。

    3. 数据计算方法
    绝对定量：建立标准曲线，以Ct值对应拷贝数。

    相对定量：利用ΔCt或ΔΔCt方法，计算基因表达量相对于内参基因或参照组的变化倍数。

    三、仪器组成与结构功能
    ABI 7500主要由四大核心模块构成，分别负责样品温控、荧光采集、系统控制与软件数据分析：

    1. 热循环模块
    样本容量为96孔标准PCR反应板。

    加热模块采用高导热金属材质，温控准确，升温速率约为2.5℃/秒，满足标准PCR程序。

    温度均匀性控制在±0.5℃，确保每个孔位反应一致。

    2. 荧光检测系统
    配备高灵敏度光学采集系统，支持多通道检测，常见为FAM、VIC、ROX、SYBR、NED等。

    采用光纤传输与CCD成像技术，荧光信号捕捉迅速且精确。

    可实现多重反应，一孔检测多个靶标，提高检测效率。

    3. 操作界面与控制模块
    控制系统通过计算机操作，兼容Windows操作环境。

    软件内置标准操作流程模板，便于快速实验设置。

    实验运行中可实时显示扩增曲线和荧光变化图，直观掌握反应过程。

    4. 软件分析平台
    ABI 7500配套软件支持定量分析、溶解曲线分析、基因分型、标准曲线绘制等功能。

    支持Excel、PDF等格式导出，便于统计分析与文档归档。

    提供实时质控提示，协助用户发现反应异常或污染。

    四、技术特点与优势
    1. 灵敏度高
    ABI 7500可检测低至个位拷贝的核酸模板，适用于高灵敏度的样本检测需求，如病毒载量、残余DNA检测、单细胞分析等。

    2. 多通道荧光检测
    支持多达5种荧光染料同时运行，能够实现一孔多靶的多重反应，大幅提升数据通量和实验效率。

    3. 系统稳定性强
    仪器在连续高强度运行环境下仍保持扩增一致性，适合临床实验室和生物样本检测中心的大批量检测任务。

    4. 软件操作简便
    无需编程基础即可完成实验设计，图形化界面、拖拽式设置，降低使用门槛，适合初学者与经验用户。

    5. 良好的兼容性
    开放式平台，兼容绝大多数商业化试剂盒与通用耗材，无需专属配套产品，节省实验成本。

    五、典型应用场景
    ABI 7500广泛应用于科研和临床领域，主要包括：

    1. 基因表达分析
    通过ΔΔCt方法评估不同处理、组织或时间点间的mRNA表达变化。

    可用于疾病模型研究、药物机制分析、基因调控研究等。

    2. 病毒核酸检测
    适用于各种病毒如HBV、HCV、HIV、SARS-CoV-2等核酸载量的准确测定。

    常用于医院、疾控中心的临床诊断与流行病学研究。

    3. 遗传突变识别
    配合TaqMan探针，识别SNP、插入缺失突变（INDEL）等遗传位点。

    适用于肿瘤分子分型、个体化用药筛查、遗传病基因携带检测。

    4. 基因分型
    利用不同荧光探针同时检测等位基因，进行人群基因型分析。

    常用于法医DNA鉴定、亲缘关系确认、群体遗传结构研究。

    5. 残留DNA检测
    在生物制药过程中监测重组细胞残留核酸，符合GMP质量标准。

    六、标准操作流程
    ABI 7500的操作流程经过长期优化，保证高重复性与结果稳定性，标准操作流程如下：

    第一步：反应体系准备
    提取DNA或RNA，纯化并定量。

    配制荧光PCR反应液，包括引物、探针或染料、模板等。

    第二步：样品装板
    将反应体系分装至96孔PCR板，封板后轻离心去除气泡。

    第三步：程序设置
    打开软件，选择合适的模板或自定义反应程序与荧光通道。

    设定反应参数：变性温度、退火温度、循环次数等。

    第四步：运行实验
    插入反应板，启动程序，仪器自动进行热循环与荧光监测。

    第五步：实时查看与数据分析
    观察扩增曲线、熔解曲线（适用于SYBR Green法）判断反应状态。

    分析Ct值，计算表达倍数或载量，输出定量结果图表。

    七、数据解读与质量控制
    ABI 7500提供多层次数据质量评估机制，帮助用户判断反应是否成功：

    扩增曲线形态：标准S型曲线表明反应正常；斜率过缓或平台期波动需注意模板质量或反应体系问题。

    熔解曲线分析：适用于SYBR Green法，单一峰值代表产物特异性好。

    重复孔间差异：重复Ct值差值应＜0.5，确保扩增一致性。

    阴阳性对照分析：设置阳性模板与阴性对照以判断实验污染或体系失效。

    八、维护与使用建议
    为了保障ABI 7500长期运行稳定，用户在使用过程中应注意：

    定期清洁光路窗口与样品槽，防止灰尘影响荧光信号。

    使用高质量封板膜避免蒸发造成荧光漂移。

    软件定期更新，保持数据分析模块最新。

    避免反应体系混合过程中产生气泡，影响读数。

    实验后及时导出数据并进行备份存档。

    九、未来发展方向
    尽管ABI 7500已被广泛应用并形成稳定用户群，但随着技术演进，实时荧光定量PCR未来仍有以下发展趋势：

    多重扩增能力提升：更高通道数、更高光学分辨率。

    通量升级与自动化联动：与自动加样、提取系统对接，实现全流程一体化。

    便携化应用拓展：适应现场快速检测需求，如突发疫情应急检测。

    AI辅助数据分析：引入机器学习算法优化曲线识别与异常判断。

    与数字PCR融合：进一步提升超低丰度靶标的定量能力。

    ABI 7500作为经典平台仍具备拓展潜力，特别是在临床分子诊断领域，其稳定性与可验证性是许多实验室选择其为主力设备的关键因素。

    十、结语
    赛默飞ABI 7500实时荧光定量PCR仪凭借其坚实的技术基础、高灵敏度、高通量能力与成熟的软件平台，已经成为分子生物学实验室、医院检验科和生命科学企业不可或缺的重要工具。它不仅为科研人员提供高质量的核酸检测结果，也为临床分子诊断奠定了坚实基础。

    无论是进行基因表达研究、病毒核酸检测，还是执行药物筛选和遗传突变分析，ABI 7500都能提供准确、可靠、高效的数据支持。未来，随着技术迭代升级，其应用边界将不断拓展，为分子生物科学的发展持续注入动力。

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