賽默飛 ViiA™ 7 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 儀器技術(shù)介紹

一、儀器概述

ViiA™ 7 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 系統(tǒng)是 Thermo Fisher Scientific 推出的多功能實(shí)時(shí)定量 PCR 平臺之一，集成了高通量檢測能力、靈活配置模塊與圖形化操作系統(tǒng)，適用于基因表達(dá)分析、基因分型、SNP檢測、拷貝數(shù)變異（CNV）分析、路徑分析等分子生物學(xué)研究場景。

該系統(tǒng)支持多種反應(yīng)格式，包括96孔、384孔和TaqMan Array卡等，實(shí)現(xiàn)從中低通量到大規(guī)模篩查的實(shí)驗(yàn)需求。結(jié)合其配套的QuantStudio軟件平臺，能夠完成實(shí)時(shí)熒光采集、定量分析與結(jié)果可視化。

二、主要技術(shù)參數(shù)與配置

1. 反應(yīng)孔板兼容性

• 支持96孔板、384孔板；

• 支持TaqMan Array Microfluidic Card（8×12通道）；

• 可選擇不同反應(yīng)模塊進(jìn)行更換，提升通量靈活性；

• 單次反應(yīng)體系體積范圍：10–100 µL（96孔）、5–20 µL（384孔）、1–10 µL（Array卡）。

2. 溫控系統(tǒng)

• Peltier溫控模塊；

• 升溫速率：≥4.0°C/s；

• 降溫速率：≥3.5°C/s；

• 溫度準(zhǔn)確性：±0.25°C；

• 溫度均一性（96孔）：<0.4°C；

• 可控?zé)嵘w，適應(yīng)不同板型，避免樣本蒸發(fā)。

3. 光學(xué)檢測系統(tǒng)

• 采用高亮度LED激發(fā)源，延長壽命、降低維護(hù)頻率；

• 標(biāo)準(zhǔn)配置6通道檢測系統(tǒng)（支持FAM, VIC, NED, ROX, SYBR Green等）；

• 自適應(yīng)熒光通道校準(zhǔn)機(jī)制，避免通道串?dāng)_；

• 實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，每循環(huán)一個(gè)周期自動(dòng)記錄熒光信號；

• 具有無接觸光學(xué)掃描設(shè)計(jì)，避免物理磨損。

4. 軟件系統(tǒng)（QuantStudio/Cloud支持）

• 實(shí)驗(yàn)設(shè)置模塊：支持模板選擇、程序編輯與快速啟動(dòng)；

• 數(shù)據(jù)分析模塊：具備Ct值計(jì)算、ΔΔCt相對表達(dá)分析、熔解曲線分析等；

• 多用戶權(quán)限與實(shí)驗(yàn)加密管理；

• 兼容云端平臺，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)查看；

• 支持SNP判定、標(biāo)準(zhǔn)曲線自動(dòng)生成、樣本分組和統(tǒng)計(jì)分析；

• 數(shù)據(jù)導(dǎo)出格式：Excel、CSV、PDF、圖像等多種方式。

三、工作原理

ViiA™ 7 基于實(shí)時(shí)熒光PCR原理，通過熒光探針（如TaqMan探針）或染料（如SYBR Green）標(biāo)記擴(kuò)增產(chǎn)物，在擴(kuò)增過程中記錄熒光信號強(qiáng)度變化，建立擴(kuò)增曲線，從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)核酸序列的定量分析。

其工作流程主要包括以下幾步：

1. 樣本制備

• 配置PCR反應(yīng)體系，包括模板、引物、熒光探針或染料、酶體系和緩沖液；

• 分裝至96/384孔板或Array卡中。

2. PCR擴(kuò)增與熒光采集

• 儀器通過預(yù)設(shè)程序進(jìn)行熱循環(huán)擴(kuò)增；

• 每一循環(huán)末期采集熒光強(qiáng)度，生成實(shí)時(shí)擴(kuò)增曲線；

• 根據(jù)熒光閾值計(jì)算Ct值（Cycle threshold），反映起始模板濃度。

3. 數(shù)據(jù)分析

• 軟件自動(dòng)判斷擴(kuò)增效率、背景噪音、熒光漂移；

• 生成標(biāo)準(zhǔn)曲線或進(jìn)行相對定量分析；

• 對目標(biāo)基因表達(dá)水平或基因分型進(jìn)行判定。

四、儀器組成與模塊化設(shè)計(jì)

ViiA™ 7 實(shí)時(shí)定量PCR儀采用模塊化設(shè)計(jì)，用戶可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需求選擇以下組件：

1. 主機(jī)

• 集成溫控模塊與光學(xué)檢測系統(tǒng)；

• 配備可更換反應(yīng)模塊（96孔、384孔、Array卡）；

• 支持自動(dòng)識別并適應(yīng)不同板型。

2. 控制系統(tǒng)

• 通過配套電腦或QuantStudio軟件進(jìn)行全程控制；

• 可連接實(shí)驗(yàn)室信息管理系統(tǒng)（LIMS）；

3. 耗材系統(tǒng)

• 標(biāo)準(zhǔn)0.2 mL PCR板；

• 384孔板與封膜；

• TaqMan Array卡和加載夾具；

4. 配套服務(wù)

• 可選自動(dòng)液體處理系統(tǒng)連接；

• 提供安裝培訓(xùn)與定期維護(hù)支持；

• 軟件更新與在線技術(shù)資源支持。

五、典型應(yīng)用實(shí)例

1. 基因表達(dá)譜分析

• 比較實(shí)驗(yàn)處理組與對照組之間的目標(biāo)基因表達(dá)變化；

• 可與RNA提取和cDNA合成體系配套使用；

• 支持多重定量與多基因比較。

2. SNP基因分型

• 采用TaqMan探針識別單堿基變異；

• 實(shí)時(shí)檢測等位基因信號，區(qū)分純合/雜合型；

• 廣泛應(yīng)用于藥物代謝、遺傳疾病篩查等領(lǐng)域。

3. 病毒與病原體載量檢測

• 檢測病毒RNA/DNA濃度，如HBV、HCV、HIV、SARS-CoV-2等；

• 可與預(yù)構(gòu)建探針試劑盒搭配，進(jìn)行絕對定量分析；

• 滿足疾病篩查、診斷與療效評估需求。

4. miRNA與lncRNA定量分析

• 適用于小RNA或長鏈非編碼RNA表達(dá)研究；

• 軟件支持歸一化分析與多目標(biāo)比較；

• 與miRNA反轉(zhuǎn)錄引物聯(lián)合使用可提高檢測靈敏度。

5. 拷貝數(shù)變異（CNV）分析

• 用于分析特定基因的DNA拷貝數(shù)變化；

• 常用于腫瘤學(xué)、基因組完整性評價(jià)等研究方向。

六、操作注意事項(xiàng)與維護(hù)建議

1. 實(shí)驗(yàn)操作

• 確保板面干凈、封膜緊密，避免蒸發(fā)或污染；

• 熱蓋需根據(jù)板型調(diào)節(jié)高度與壓力；

• 建議使用ROX作為內(nèi)參染料，修正熒光漂移。

2. 維護(hù)保養(yǎng)

• 定期檢查光源穩(wěn)定性與濾光片清潔度；

• 長時(shí)間停機(jī)前應(yīng)進(jìn)行數(shù)據(jù)備份與系統(tǒng)清理；

• 定期更新軟件以獲取新功能與增強(qiáng)兼容性。

3. 常見問題

• 熒光信號漂移：檢查板密封性與反應(yīng)體系；

• 信號偏低：優(yōu)化引物、模板濃度與酶體系；

• 無擴(kuò)增：排查酶活性、程序設(shè)置與試劑有效性。

七、總結(jié)與適配場景分析

ViiA™ 7 實(shí)時(shí)熒光定量 PCR 系統(tǒng)憑借其多模塊兼容、通量靈活、軟件功能全面等特點(diǎn)，適用于基礎(chǔ)分子生物學(xué)研究、高通量基因篩查、臨床科研輔助分析等多種場景。系統(tǒng)提供標(biāo)準(zhǔn)化操作流程與多通道檢測支持，便于實(shí)驗(yàn)室在多種檢測方案間靈活切換，并能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速分析與管理。

其設(shè)計(jì)充分考慮實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性、重現(xiàn)性與效率，特別適合于需要批量處理樣本并開展大規(guī)模數(shù)據(jù)分析的研究平臺，如：

• 醫(yī)學(xué)院校教學(xué)實(shí)驗(yàn)室；

• 疾控機(jī)構(gòu)的流行病檢測；

• 醫(yī)療機(jī)構(gòu)的病原核酸檢測；

• 藥企或生物技術(shù)公司開發(fā)階段的生物標(biāo)志物篩選。