賽默飛QuantStudio® 5 實時熒光定量PCR系統(tǒng)技術(shù)介紹

一、設(shè)備概述

賽默飛（Thermo Fisher Scientific）QuantStudio® 5實時熒光定量PCR系統(tǒng)是一款面向科研及中高通量應(yīng)用的分子生物學(xué)分析儀器，適用于基因表達(dá)分析、微生物檢測、SNP基因分型、拷貝數(shù)變異（CNV）分析、病毒載量測定等實驗需求。該系統(tǒng)集成了光學(xué)檢測、溫控系統(tǒng)及智能化軟件平臺，可對實時熒光信號進(jìn)行精確檢測與分析。

QuantStudio® 5系統(tǒng)具備96孔標(biāo)準(zhǔn)樣本通量配置（0.2 mL標(biāo)準(zhǔn)耗材），適合多種實驗設(shè)計及動態(tài)范圍要求，并具備較高的數(shù)據(jù)一致性與可重復(fù)性。

二、技術(shù)參數(shù)與核心性能

1. 通量與支持耗材

QuantStudio® 5 PCR儀支持以下耗材配置：

• 96孔標(biāo)準(zhǔn)板（0.2 mL）

• 八聯(lián)管及0.2 mL單管（需配合校準(zhǔn)耗材使用）

• 兼容無裙邊、半裙邊與全裙邊PCR板

通過熱蓋壓板自動調(diào)節(jié)功能，系統(tǒng)可兼容不同高度與類型的耗材，適用于常見qPCR試劑盒或自配反應(yīng)體系。

2. 光學(xué)檢測系統(tǒng)

該系統(tǒng)采用多通道獨立光源設(shè)計，可實現(xiàn)以下性能：

• 檢測通道數(shù)量：最多6色（包括FAM、VIC、ROX、SYBR Green、TAMRA、Cy5等）

• 檢測原理：基于LED激發(fā)和CCD相機檢測

• 靈敏度：可檢測低至1拷貝的模板（取決于反應(yīng)體系）

• 光學(xué)濾光片組：預(yù)設(shè)并自動識別，減少人工設(shè)定誤差

光學(xué)系統(tǒng)具有較強的信號分辨能力，適用于多重PCR實驗設(shè)計。

3. 溫控性能

• 升溫速率：最高可達(dá)4.25°C/s

• 降溫速率：最高可達(dá)3.6°C/s

• 溫度均一性：±0.4°C（30秒內(nèi)，90個孔）

• 溫控模塊：采用精密Peltier熱電控溫單元

上述溫控精度有助于確保反應(yīng)的穩(wěn)定性和擴增曲線的準(zhǔn)確性，尤其適用于SNP或微小表達(dá)差異的精細(xì)分析。

4. 軟件功能與數(shù)據(jù)輸出

QuantStudio® Design and Analysis軟件支持以下主要功能：

• 實時熒光數(shù)據(jù)采集與分析

• 自動閾值計算與基線校正

• 多重擴增曲線展示與分析

• ΔΔCt法、標(biāo)準(zhǔn)曲線法、等位基因判定分析

• 數(shù)據(jù)輸出格式支持.csv、.xls、.txt等標(biāo)準(zhǔn)形式，便于后續(xù)統(tǒng)計分析

系統(tǒng)亦可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制與云端數(shù)據(jù)同步（通過Thermo Fisher Connect平臺），便于實驗室數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與多站點協(xié)作。

三、應(yīng)用場景

QuantStudio® 5廣泛應(yīng)用于生命科學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物制藥、環(huán)境檢測與食品安全等多個領(lǐng)域，典型應(yīng)用包括：

1. 基因表達(dá)定量分析：結(jié)合SYBR Green或TaqMan探針技術(shù)，用于篩選差異表達(dá)基因，或在藥物反應(yīng)機制研究中追蹤轉(zhuǎn)錄響應(yīng)。

2. 病原檢測與載量評估：適用于病毒RNA/DNA的定量檢測，如新冠病毒、HBV、HCV等，常見于臨床前研究與疫病篩查。

3. SNP和CNV分析：結(jié)合探針法進(jìn)行等位基因分型和拷貝數(shù)變異監(jiān)測，適用于群體遺傳學(xué)研究或個體精準(zhǔn)分析。

4. 轉(zhuǎn)基因檢測與食品溯源：檢測食品或原材料中潛在的外源基因或污染。

5. 基因編輯驗證：配合CRISPR實驗進(jìn)行靶點驗證、突變位點檢測等操作。

四、系統(tǒng)兼容性與操作便捷性

QuantStudio® 5支持Windows操作系統(tǒng)環(huán)境，可與多種主流實驗室信息系統(tǒng)（LIMS）兼容。用戶界面友好，支持中英文語言切換，操作流程符合初學(xué)者到經(jīng)驗用戶的不同使用習(xí)慣。

系統(tǒng)提供操作向?qū)Чδ?，包含?/p>

• 實驗設(shè)計模板（相對定量、絕對定量、基因分型、熔解曲線等）

• 實時運行監(jiān)控

• 自動報警與校準(zhǔn)提醒

• 多用戶權(quán)限管理

五、維護(hù)與校準(zhǔn)

該系統(tǒng)配套自動光學(xué)校準(zhǔn)與溫控模塊校準(zhǔn)程序。用戶可根據(jù)日常使用頻率設(shè)置校準(zhǔn)周期，系統(tǒng)在檢測到漂移時自動提示。光源壽命長達(dá)10萬小時以上，維護(hù)成本較低。

此外，儀器配有USB和以太網(wǎng)口，便于本地備份與遠(yuǎn)程技術(shù)支持。固件更新可在線或離線完成，以確保功能持續(xù)更新與穩(wěn)定運行。

六、系統(tǒng)組成與安裝要求

系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置包括：

• 主機設(shè)備

• 校準(zhǔn)板與96孔熱循環(huán)模塊

• 控制與分析軟件安裝包

• 使用說明文檔與合規(guī)認(rèn)證資料（CE、ISO）

安裝環(huán)境要求如下：

• 電源：100–240V AC，50/60Hz，最大功率500W

• 操作溫度范圍：15–30°C，濕度20–80%（非冷凝）

• 建議配置實驗臺穩(wěn)定且防震，避免陽光直射及強磁干擾

七、優(yōu)勢對比與選型建議

在中小通量實時PCR應(yīng)用中，QuantStudio® 5相較于早期Applied Biosystems®系列或Bio-Rad CFX系列，在用戶交互、光學(xué)通道組合、遠(yuǎn)程控制能力方面具備一定改進(jìn)。其靈活的配件拓展能力及標(biāo)準(zhǔn)化軟件界面，使其成為高頻次實驗場景中的可靠方案。

如用戶面向更高通量（384孔板）或數(shù)字PCR需求，可進(jìn)一步考慮QuantStudio® 6/7 Flex或QuantStudio® Absolute系列。

八、小結(jié)

Thermo Fisher QuantStudio® 5實時熒光定量PCR系統(tǒng)以其實用的功能、合理的性能參數(shù)與良好的數(shù)據(jù)輸出兼容性，在科研與日常分子實驗工作中具有廣泛適用性。其模塊化設(shè)計與便捷軟件平臺可有效支持用戶完成復(fù)雜的PCR實驗流程，助力實驗室提升分析效率與結(jié)果的可重復(fù)性。