荧光定量PCR(Quantitative PCR, qPCR)是一种实时监测PCR反应过程、对目标DNA或RNA进行定量分析的分子生物学技术。赛默飞(Thermo Fisher Scientific)作为全球知名的科研仪器制造商,其荧光定量PCR仪以性能稳定、检测灵敏度高和数据处理功能完善而广泛应用于基础科研、临床检测、食品安全、环境监测等领域。为了确保实验结果准确可靠,熟悉赛默飞荧光定量PCR仪的正确使用方法至关重要。
检查电源与仪器状态
确保仪器连接稳定的交流电源,避免与大功率设备共用插座,防止电压波动影响实验。
仪器通风口保持畅通,避免堆放杂物。检查仪器外观和样品槽是否清洁无异物。
开机启动
按下电源键,等待系统自检完成。启动过程中,仪器会进行灯源、光路和温控系统的自检,如有异常会在显示屏上提示。
软件连接
若仪器为电脑控制型,需先启动配套软件(如Applied Biosystems™ QuantStudio™系列软件),确保与主机通讯正常。
试剂与耗材
选择与仪器匹配的反应管、八联管或96/384孔板,透明或半透明材质以保证荧光信号传输。
使用高质量光学平盖膜或透明盖,防止蒸发并减少荧光信号干扰。
反应体系中使用专用qPCR Master Mix、ROX参考染料(若体系需要)及高纯度引物探针。
样品准备
模板DNA/RNA需纯度高、无蛋白质或有机溶剂污染,A260/A280比值应在1.8–2.0之间。
若为RNA样品,需经逆转录反应生成cDNA,并尽量减少冻融循环次数。
工作区与防污染
分区操作:试剂准备区、模板处理区、扩增检测区分开,使用专用移液器及滤芯吸头,防止气溶胶交叉污染。
体系组成
常用反应体系为10–50 μL,包括:
2× qPCR Master Mix:含Taq DNA聚合酶、dNTPs、MgCl₂、缓冲液及荧光染料(SYBR Green或探针)
上下游引物(0.2–0.5 μM)
探针(若使用TaqMan等探针法,浓度一般为0.1–0.25 μM)
模板DNA/cDNA(通常为1–100 ng)
无RNAse/DNAse水补足体积
配制步骤
先在冰上配置主混合液(Master Mix),将所有除模板外的成分混匀。
分装至各反应管/孔中,再加入模板,轻轻混匀,避免产生气泡。
封膜或加盖,确保密封严实。
温控程序
根据实验目的选择程序模式。常规SYBR Green法典型程序:
若为探针法,通常不需熔解曲线分析。
变性:95℃,10–15 s
退火/延伸:60℃,30–60 s(荧光采集)
预变性:95℃,2–10 min(激活Taq酶)
循环(40–45个循环):
熔解曲线分析:从60℃逐渐升至95℃,每0.3–0.5℃采集一次荧光。
荧光通道选择
SYBR Green法选择FAM通道。
多重检测需根据探针标记荧光素选择不同通道(如 VIC、ROX、Cy5 等),并在软件中正确设置。
样品信息录入
在软件中建立板布局文件(Plate Layout),录入样品编号、分组、标准曲线浓度梯度等信息。
放置样品
将反应管/板放入样品槽中,位置对准,保持平衡。
使用平衡管补齐空位,避免热不均。
运行反应
在软件中确认程序设置无误,点击“开始”运行。
反应过程中,实时荧光曲线会逐步生成,可监控扩增情况。
运行注意事项
实验过程中尽量避免触碰仪器,防止震动影响光路稳定。
若发现异常曲线,可暂停并检查样品位置、光学元件是否清洁。
阈值与基线设置
软件可自动设定阈值和基线,也可根据对照组曲线人工调整,确保Ct值判定合理。
扩增曲线解读
正常曲线应呈S形,Ct值在重复孔间差异不超过0.5。
若曲线拖尾或有多个峰,可能存在引物二聚体或非特异性扩增。
熔解曲线分析
单一尖锐峰表示扩增产物单一。
多峰或低温峰提示有引物二聚体或非特异性产物。
定量分析
绝对定量:根据标准曲线计算拷贝数。
相对定量:以内参基因(如GAPDH、β-actin)归一化,使用2^-ΔΔCt方法计算表达倍数变化。
取出样品
反应结束后,戴手套取出反应管/板,避免接触光学元件。
清洁与维护
检查样品槽是否有溢液,如有立即用无水乙醇或专用清洁布擦拭。
光学透镜保持清洁,避免用手直接触碰。
关机
关闭软件→关闭仪器电源→切断电源总开关。
若连续使用,可保持仪器待机状态,减少灯源频繁启停。
问题 | 可能原因 | 解决方法 |
---|---|---|
无扩增曲线 | 模板降解、引物浓度过低、体系配置错误 | 检查模板质量、优化引物浓度、核对反应体系 |
Ct值过高 | 模板量不足、反应抑制 | 增加模板量、纯化样品去除抑制物 |
熔解曲线多峰 | 引物二聚体、非特异性扩增 | 优化退火温度、调整引物设计 |
重复孔差异大 | 操作误差、气泡干扰 | 改进移液技术、离心去除气泡 |
避免直接暴露在荧光激发光下,保护眼睛。
所有生物样品均视为潜在感染源,需符合生物安全规范操作。
使用化学染料和清洁剂时,注意佩戴手套、口罩。
试剂预混:减少移液次数,降低系统误差。
板封膜前离心:去除气泡,保证光路稳定。
多重定量优化:尽量选择荧光光谱分离度大的探针,减少通道串扰。
温度梯度预实验:寻找最佳退火温度,提高特异性。
定期校准:建议每年进行温控与光学系统的校准,保持检测准确性。
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