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赛默飞荧光定量PCR仪QuantStudio 3操作步骤

QuantStudio 3实时荧光定量PCR仪是赛默飞公司推出的中小通量实时PCR检测系统,适用于基因表达分析、核酸定量检测、SNP基因分型、拷贝数分析、熔解曲线分析及病毒载量检测等多种应用。该设备以高灵敏度、高重复性、操作简便、软件分析功能强大著称,采用Peltier温控模块进行快速升降温,配合精确的光学检测系统,可实现多重荧光信号的同步采集。仪器配备触控操作界面,也可通过QuantStudio Design and Analysis软件在计算机端进行实验设计与数据处理。

一、仪器概述

QuantStudio 3实时荧光定量PCR仪是赛默飞公司推出的中小通量实时PCR检测系统,适用于基因表达分析、核酸定量检测、SNP基因分型、拷贝数分析、熔解曲线分析及病毒载量检测等多种应用。该设备以高灵敏度、高重复性、操作简便、软件分析功能强大著称,采用Peltier温控模块进行快速升降温,配合精确的光学检测系统,可实现多重荧光信号的同步采集。仪器配备触控操作界面,也可通过QuantStudio Design and Analysis软件在计算机端进行实验设计与数据处理


二、实验前准备

在操作仪器前应进行充分准备,以确保实验结果的准确性。首先,检查仪器电源、连接线及样品槽的清洁状态。开启仪器前应确认温控模块干净无液体残留,避免样品污染或短路。其次,准备PCR反应体系,包括反应缓冲液、引物、探针、模板、荧光染料(如SYBR Green或TaqMan探针)及酶混合物。所有试剂应在冰上配制,避免反复冻融造成活性损失。

样品管或96孔板应洁净无气泡,封膜应紧密平整以防蒸发。加载样品后,用离心机短暂离心,使反应液均匀分布于孔底。对于使用96孔板的实验,应在加载完毕后使用透明封膜密封,并注意防止交叉污染。最后,将样品编号记录清晰,与设计模板一一对应,方便后续数据分析


三、仪器启动与系统登录

打开QuantStudio 3主机电源,系统启动后进入主界面。若使用计算机控制,应启动QuantStudio Design and Analysis软件,并连接主机。软件会自动识别仪器型号及序列号,确保连接状态为“Ready”。操作人员可使用本地账户或云端账户登录Thermo Fisher Cloud,以便保存与共享实验数据。

在登录成功后,系统会显示“主页”界面,可选择“新建实验(New Experiment)”“运行实验(Run Experiment)”“查看结果(View Results)”等功能模块。


四、实验创建与参数设置

1. 新建实验文件

选择“New Experiment”后,系统会提示输入实验类型。根据实验目的选择相应模式,如“Standard Curve Quantification(标准曲线定量)”“Comparative Ct(ΔΔCt相对定量)”“Genotyping(基因分型)”“Presence/Absence(阳性检测)”等。

2. 输入实验信息

在“Experiment Properties”界面中输入实验名称、操作者、项目编号、仪器ID及板类型(如96-well)。这些信息将嵌入实验文件中,便于追踪与管理。

3. 设置反应体系

进入“Plate Setup”界面后,导入或手动录入样品信息。每个孔可标注样品名、靶基因名称、荧光通道(FAM、VIC、ROX、SYBR等)及是否为对照样品。若使用标准曲线法,可指定标准浓度系列;若进行相对定量,可指定内参基因与目标基因对应关系。

4. 设定循环条件

在“Thermal Profile”界面设置反应程序。一般实时定量PCR反应包括以下阶段:
(1)初始变性:95°C,2分钟,激活Taq酶并变性模板DNA;
(2)循环阶段:通常40个循环,每循环包括95°C变性10秒、60°C退火/延伸30秒;
(3)熔解曲线分析(SYBR Green法):从60°C升温至95°C,每0.3°C采集荧光信号。

用户可根据酶特性、引物退火温度及实验类型适当调整程序。设置完成后保存模板,便于后续重复实验直接调用。


五、样品上机与运行

1. 加载反应板

确认PCR反应板密封完好后,将其放置在金属样品槽中。注意板孔方向应与仪器标识一致(A1孔在左上角)。放置后轻轻按压四周,使其贴合温控模块表面,避免温度不均导致扩增效率差异。

2. 关闭盖板与检测模块

合上仪器上盖,确保光学检测模块对准样品孔位。关闭后,屏幕会提示检测模块校准状态,若长期未校准,可选择自动执行光路校准以确保荧光信号准确。

3. 启动运行

点击“Run”按钮后,系统会要求确认程序参数及板信息。检查无误后开始运行。运行过程中,屏幕显示实时扩增曲线,包含每循环荧光强度变化、温度曲线及仪器状态。运行时间一般为60至90分钟,视程序设置而定。


六、数据采集与分析

1. 实时监测

在反应进行中,QuantStudio 3可实时显示荧光信号曲线,便于观察扩增趋势。若出现异常如无信号或背景过高,可立即中止实验并排查原因,如试剂失效或气泡干扰。

2. 实验结束与保存

运行完成后,仪器自动保存扩增数据并生成结果文件(.eds格式)。系统提示可直接在本地或云端存储。若选择云端同步,数据可跨设备访问和分析。

3. 结果分析

打开结果文件后,软件自动计算Ct值(循环阈值),并根据选择的分析方法进行结果展示。对于绝对定量实验,软件根据标准曲线自动生成浓度计算结果及线性相关系数(R²)与扩增效率。对于相对定量实验,软件计算目标基因相对表达量(2^-ΔΔCt),并可自动绘制柱状图或散点图。

在熔解曲线分析中,系统绘制温度—荧光导数曲线,以判断产物特异性。若出现多峰,说明存在非特异扩增或引物二聚体。


七、常见问题与排查

  1. 无荧光信号:检查是否加载正确荧光通道、探针或染料是否失效,样品是否含模板DNA。

  2. 扩增曲线异常:可能由气泡、封膜不严或反应体系配比不当引起,应重新配置体系并离心。

  3. 标准曲线线性差:检查稀释倍数是否准确、吸量是否一致。

  4. 熔解曲线多峰:说明引物特异性不足,可通过重新设计引物或优化退火温度解决。

  5. 系统提示温度错误:可能是加热模块接触不良,应重新放置反应板或联系技术支持。


八、实验结束与清理

实验结束后,待模块温度降至室温再取出反应板。用无尘布擦拭样品槽表面,避免残留液体或封膜碎片。若长时间不使用,应关闭主机电源并拔除插头。每周定期清洁光学模块及风道口,以保持检测灵敏度。仪器外壳可用70%乙醇擦拭,但严禁使用强腐蚀性溶剂。


九、软件高级功能介绍

QuantStudio 3配套软件除常规分析外,还具备多种高级功能。
(1)多因子比较分析:支持不同样品组间差异分析,可批量导入实验数据进行统计。
(2)基因分型模块:可自动识别不同基因型信号簇并输出分型结果。
(3)云端协作与报告生成:实验数据可同步至Thermo Fisher Cloud,自动生成标准化报告,支持PDF和Excel导出。
(4)设备远程控制:允许用户在云端监控运行状态并远程启动实验,提高实验室工作效率。


十、安全注意事项

操作QuantStudio 3时应遵守实验室安全规范。实验过程中应佩戴防护手套、防护眼镜及实验服,防止试剂接触皮肤。PCR实验区应与样品制备区分开,避免气溶胶污染。使用含荧光染料的试剂时,应避免强光照射,防止荧光衰减。定期校准仪器光学系统和温控模块,确保长期稳定运行。


十一、结果解读与报告

实验完成后,可在“Analysis”界面选择不同结果视图:扩增曲线、熔解曲线、Ct分布、标准曲线或相对表达图。用户可导出Ct值表格进行进一步统计分析。报告生成模块允许自动插入实验信息、运行参数及图表,形成完整检测报告,适用于科研记录及质量体系文件。


十二、维护与校准

QuantStudio 3具备自动诊断与维护提示功能。用户可在“Maintenance”界面查看温控、光学及风扇运行状况。每3个月应进行光学模块自检,每6个月进行温度校准。若检测灵敏度下降,可使用Thermo Fisher提供的校准板进行光路重新校准。长期停用前应覆盖防尘罩,并储存在干燥通风环境中。