一、系统概述

QuantStudio 3实时荧光定量PCR仪是Thermo Fisher Scientific开发的中通量实时荧光定量PCR检测平台，其操作界面以直观、模块化、智能化为设计原则。系统采用7英寸高分辨率触控屏，搭载Android内嵌操作系统，可独立完成程序编辑、样品布局、实验运行、数据分析和报告生成，无需外接电脑即可操作。

仪器同时支持PC端QuantStudio Design and Analysis软件与Thermo Fisher Cloud远程平台，用户可在触屏、本地软件或云端三种方式中自由切换，实现设备管理与数据同步分析。

二、操作界面总体结构

QuantStudio 3操作界面采用分层式设计，主要由五个核心模块组成：

1. 主页（Home）：系统主入口，用于实验创建、文件访问及系统状态查看。

2. 实验设置（Experiment Setup）：包括反应板布局、PCR程序编辑、通道选择及运行参数设定。

3. 运行监控（Run Monitor）：显示实时温控曲线与荧光扩增曲线，便于观察反应过程。

4. 数据分析（Analysis）：对实验结果进行Ct计算、标准曲线拟合、相对定量或绝对定量分析。

5. 维护与设置（Settings）：用于系统校准、用户管理、网络设置、更新与日志查看。

整体布局采用图标化导航，所有操作均可通过触摸完成。

三、主页界面（Home）功能详解

1. 主界面布局

主页分为三大区域：

• 顶部状态栏：显示仪器名称、运行状态、日期时间及网络连接情况；

• 中央操作区：包含“新建实验”、“打开文件”、“最近运行记录”、“系统维护”四个快捷入口；

• 底部功能区：用于系统设置、账户登录及软件版本信息查看。

2. 新建实验

点击“New Experiment”进入实验创建向导。系统会自动引导用户完成以下步骤：

• 选择实验类型（Standard Curve、ΔΔCt、Genotyping、Presence/Absence等）；

• 选择反应体系（SYBR Green、TaqMan Probe）；

• 命名实验文件并指定保存路径；

• 选择模板与分析方式。

此过程类似智能向导，操作逻辑清晰且支持模板复用，避免重复设定。

3. 文件管理

“Open Existing Experiment”选项可浏览仪器内部存储或U盘文件。系统支持EDS、CSV、XLSX等格式，用户可快速搜索、重命名、复制及删除文件。

4. 系统状态显示

主页右上角显示设备实时状态，包括模块温度、上盖状态、光学校准提示及网络连接图标。若仪器出现警告或需维护，状态栏会自动弹出提醒。

四、实验设置界面（Experiment Setup）

实验设置是QuantStudio 3操作界面的核心区域，用于定义PCR反应参数与样品配置。

1. 板布局（Plate Setup）

进入“Plate Layout”界面后，用户可看到标准96孔阵列的可视化图示。

主要功能：

• 样品标注：点击孔位可输入样品名称、编号、模板类型；

• 目标设置：为不同孔指定检测基因及荧光通道；

• 内参分配：选择内参基因并指定通道；

• 复制粘贴：支持批量复制孔设置，提高编辑效率；

• 颜色标识：系统自动为不同基因或样品分配颜色，便于区分。

右侧工具栏提供“Group by Sample”或“Group by Target”视图切换，方便对比数据。

2. 反应体系与荧光通道设置

在“Chemistry Setup”中，可选择实验检测模式：

• SYBR Green法：适合通用定量分析；

• TaqMan探针法：适合多重检测与特异性分析。

通道设置部分允许用户选择FAM、VIC、ROX、Cy5等荧光染料，并可手动调整增益参数或关闭未使用通道，以减少干扰。

3. PCR程序编辑

“Thermal Profile”界面采用图形化温度曲线显示，参数调整直观。

标准三步法程序示例：

• 初始变性：95°C，2分钟；

• 循环步骤（40 cycles）：

• 变性：95°C，15秒；

• 退火/延伸：60°C，30秒；

• 熔解曲线分析（SYBR Green专用）。

系统支持：

• 自定义循环段数与温度；

• 复制粘贴程序模块；

• 图形拖拽调整升温或降温速率；

• 程序检查功能提示逻辑错误。

4. 运行前检查

在完成设定后，系统会自动执行“Pre-Run Check”，检查以下项目：

• 反应板是否正确安装；

• 上盖是否关闭；

• 模块温度是否平衡；

• 通道配置是否合理。

如检测到问题，界面会弹出错误提示并阻止运行，确保实验安全。

五、运行监控界面（Run Monitor）

运行监控界面实时显示PCR反应的温度变化与荧光信号曲线。该模块由四个主要功能区组成：

1. 实时扩增曲线

左侧显示所有样品的扩增曲线图，横轴为循环数，纵轴为荧光强度（ΔRn）。用户可选择“线性坐标”或“对数坐标”模式，以观察指数期与平台期的特征。

系统支持实时缩放与单孔放大查看，并自动为不同通道分配颜色。

2. 温控监测

界面右上角实时显示模块温度与上盖温度曲线。可随时暂停或终止实验。温控系统运行状态以动态图形式呈现，便于判断升降温是否平稳。

3. 实时数据统计

下方表格显示当前循环的实时Ct值估算、荧光强度、温度及时间进度。实验运行进度条与剩余时间自动更新。

4. 报警与提示

若在运行中检测到异常（如荧光信号漂移、通道异常、模块温度偏差），系统将在屏幕上弹出警告框并记录日志。用户可选择“Continue”或“Abort Run”。

六、数据分析界面（Analysis）

QuantStudio 3内置独立数据分析模块，实验结束后自动加载结果文件，进入“Analysis”界面。

1. 扩增曲线与Ct分析

系统自动绘制每个样品的扩增曲线，识别指数增长段并计算Ct值。用户可：

• 手动调整阈值线位置；

• 查看各样品Ct均值、标准差与扩增效率；

• 对异常孔进行剔除或备注。

2. 熔解曲线分析

对于SYBR Green实验，系统自动生成熔解曲线图，显示产物特异性峰。单一尖锐峰表示扩增特异性良好。若检测到多峰或肩峰，界面会提示“Potential Non-specific Product”。

3. 定量分析

根据实验类型，QuantStudio 3提供三种分析模式：

• 绝对定量（Standard Curve）：根据标准品梯度生成线性回归方程，输出样品拷贝数；

• 相对定量（ΔΔCt）：计算目标基因相对表达倍数；

• 基因分型（Genotyping）：绘制荧光散点图区分等位基因类型。

所有分析结果均可导出为表格或图像。

4. 可视化报告

系统自动生成报告，包含：

• 样品信息表；

• 扩增曲线图；

• 熔解曲线图；

• 标准曲线图；

• Ct统计表；

• 实验结论与备注区。

报告可导出为PDF、Excel或图像文件，便于科研记录和成果汇报。

七、用户与数据管理

1. 用户登录与权限

QuantStudio 3支持多用户账户系统，每位操作者可设置独立密码与权限等级：

• Administrator：可管理用户与系统配置；

• Researcher：可创建实验与分析数据；

• Guest：仅可查看数据与报告。

该机制保障实验数据安全与操作可追溯性。

2. 文件存储与命名

系统内置16 GB存储空间，并支持U盘或网络存储扩展。文件命名自动包含实验类型与时间戳，防止重名。用户可通过关键词搜索快速定位。

3. 云端同步功能

通过Thermo Fisher Cloud账户登录后，实验数据可自动上传至云端，实现跨设备访问与团队共享。云端支持版本追踪、数据恢复与在线分析。

八、维护与系统设置界面（Settings）

1. 系统维护

在“Maintenance”菜单中，用户可执行以下操作：

• 光学校准（Optical Calibration）；

• 温控校准（Thermal Verification）；

• 通道灵敏度检测；

• 板架对准测试（Plate Alignment）。

校准完成后，系统生成报告并自动保存至日志目录。

2. 网络与通信设置

支持Wi-Fi、以太网和USB三种通信方式。网络配置界面可手动输入IP地址或选择自动获取模式。

3. 语言与时间设置

可根据需求选择语言（含中文、英文等），并设置日期格式与时区。

4. 软件更新

当网络连接正常时，系统会检测赛默飞服务器的最新固件版本。用户可在“Update”界面执行在线更新，整个过程自动化且无需人工干预。

九、操作界面的人性化设计特点

1. 模块化导航

所有功能分区清晰，用户无需记忆复杂命令即可完成完整实验流程。每一步都有图标提示与简短文字说明。

2. 自动化引导

在关键步骤（如反应板安装、程序确认、数据保存）中，系统会自动弹出确认框，防止操作遗漏。

3. 实时帮助系统

点击任意界面右上角的“?”按钮，可调出内置帮助文档，包含操作步骤、图示与常见问题解答。

4. 多点触控优化

界面支持滑动、缩放和拖拽操作，用户可快速浏览曲线或调整参数。

5. 视觉设计

采用深灰底色与高对比荧光线条，长时间观察不易疲劳。图表颜色与通道颜色保持一致，便于数据对应。

十、PC端与触屏端的协同界面

QuantStudio 3的操作界面不仅可在设备触屏上操作，也可通过连接PC端的Design and Analysis软件实现更复杂的数据处理。两者界面布局相似，操作逻辑一致。

• 触屏端适合实验运行与基础分析；

• PC端适合批量数据处理、统计分析与报告编辑；

• 云端界面支持远程查看运行进度与共享报告。

三端数据完全兼容，用户可在任意设备上继续未完成的分析。

十一、错误提示与日志系统

当系统检测到异常时，操作界面会弹出提示框，显示错误编号、问题描述及解决建议。常见提示包括：

• 模块温度异常；

• 板架未检测到；

• 光学信号过弱；

• 文件保存失败。

所有错误记录会自动写入日志文件，可通过“Settings → System Log”查看与导出，用于质量追溯。

十二、操作界面在实验中的应用优势

1. 全流程可视化：从设置到结果分析全程可视化操作，避免参数遗漏。

2. 自动化与智能化：系统具备自检、自动阈值、自动报告生成功能，降低人工干预。

3. 简洁直观：新用户可在短时间内掌握操作，无需复杂培训。

4. 高兼容性：支持不同试剂体系与多通道检测需求。

5. 协同化管理：通过云端平台实现多人共享与数据安全存储。