赛默飞ABI 7500实时荧光定量PCR仪技术介绍

赛默飞ABI 7500实时荧光定量PCR仪技术介绍

一、设备概述

ABI 7500实时荧光定量PCR仪是Thermo Fisher Scientific旗下Applied Biosystems系列的一款用于核酸定量分析的实验设备。该系统集成了高精度温控模块、荧光检测光学系统与分析软件，可用于多种分子生物学实验中的DNA、RNA扩增与定量分析，适用于科研、临床辅助检测及教学实验等场景。

本仪器采用基于TaqMan探针和SYBR Green等荧光染料的实时检测技术，在反应过程中实时监测荧光信号变化，以推算扩增产物的起始拷贝数，从而实现对目标基因的绝对或相对定量。

二、主要技术参数

1. 反应孔数与反应体系

• 配备标准96孔反应模块，适配标准0.2 mL PCR管或板；

• 反应体系体积范围：10–100 μL。

2. 温控系统

• 采用Peltier元件控温，升降温速率可达1.6°C/s；

• 温控精度：±0.25°C；

• 均一性（Uniformity）：<0.5°C（在90分钟PCR程序末端）；

• 设定温度范围：4°C至100°C；

• 热盖功能可调，防止样品蒸发。

3. 光学检测系统

• 配备高强度氙灯（Xenon Lamp）作为激发光源；

• 五通道检测，支持多重荧光标记（FAM、VIC、ROX、SYBR、TAMRA等）；

• 荧光检测采用多通道滤光片系统，实时采集反应曲线；

• 数据采集精度高，可实现单拷贝检测。

4. 软件系统

• 使用SDS软件（System Detection Software）进行实验设置与结果分析；

• 支持Ct值分析、标准曲线构建、绝对/相对定量分析、基因表达分析、SNP分型、熔解曲线分析等功能；

• 数据格式兼容性好，可导出为Excel、CSV等格式，便于进一步统计分析；

• 支持图形可视化、模板管理和自动报告生成。

三、系统组成与工作原理

1. 组成结构

• 主机：包含温控模块、荧光激发与检测系统、自动热盖；

• 控制终端：PC端软件连接主机进行控制与数据分析；

• 电源与通信接口：支持USB连接和LAN网络；

• 软件套件：含标准实验模板、数据管理模块、统计分析工具。

2. 工作流程

• 准备反应体系（包括引物、探针、模板、反应缓冲液）；

• 装载PCR反应板至仪器；

• 设置PCR程序及荧光采集参数；

• 系统按预设程序升温、扩增并采集荧光信号；

• 通过软件进行结果分析，如Ct值计算、标准曲线绘制等。

3. 检测机制

• 荧光信号由特定波长激发并由对应波长滤光片检测；

• 每个循环结束时采集荧光强度，生成扩增曲线；

• 荧光信号与扩增产物数量成正比；

• 使用参考染料（如ROX）进行信号校正，确保结果稳定。

四、实验应用举例

1. 基因表达定量分析

• 常用于mRNA水平的相对表达分析；

• 通过ΔΔCt法评估处理组与对照组间的表达变化；

• 可用于细胞应答研究、基因功能验证、药物作用机制研究。

2. 基因分型与突变检测

• 利用SNP探针进行个体基因型判别；

• 可识别单碱基突变、插入缺失等小范围变异；

• 适用于遗传疾病研究与个体化医学筛查。

3. 病毒载量检测

• 对病毒RNA/DNA进行绝对定量，评估感染程度；

• 应用于HIV、HBV、SARS-CoV-2等临床监测；

• 支持通过外标曲线精确测算目标序列拷贝数。

4. 转基因成分检测

• 检测GMO农产品中外源基因存在与含量；

• 可用于农业监管、食品安全与贸易合规。

5. 微生物检测与菌群分析

• 快速检测特定微生物；

• 可进行定性筛查或定量评价；

• 支持16S rRNA等目标序列分析。

五、设备操作要点与维护建议

1. 操作规范

• 严格控制反应体积、试剂浓度及移液准确性；

• 每次实验前需校准热盖与荧光检测系统；

• 保持仪器通风良好、无灰尘污染。

2. 维护要点

• 定期更换光源灯泡并校准光路；

• 检查并清洁滤光片及热盖；

• 软件需定期更新，避免兼容性问题；

• 长期不使用时建议拔除电源，并进行防潮处理。

六、技术优势与注意事项

1. 优势特点

• 操作流程标准化，适合多用户共享平台；

• 软件界面清晰，易于设置与分析；

• 检测灵敏度高，适合低拷贝序列定量；

• 支持多重荧光检测，节省时间与样本量。

2. 常见问题及规避

• 空白孔荧光异常：检查污染或反应体系配置错误；

• 熔解曲线异常：排查引物二聚体、污染扩增等；

• 弱阳性/扩增失败：优化引物、退火温度或酶系统。

七、总结与适用性评估

ABI 7500实时荧光定量PCR系统凭借其稳定的控温性能、灵敏的荧光检测能力及功能完善的软件平台，在多种分子生物实验中具有广泛适用性。其标准化配置与模块化功能可满足实验室对数据可重复性与检测精度的要求。作为一款成熟的实时定量PCR平台，该设备尤其适合需要中等通量、标准分析功能的科研单位、医学检验机构和高校教学实验室。