賽默飛QuantStudio® 5 實時熒光定量PCR系統技術介紹

一、設備概述

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

QuantStudio® 5系統具備96孔標準樣本通量配置（0.2 mL標準耗材），適合多種實驗設計及動態范圍要求，并具備較高的數據一致性與可重復性。

二、技術參數與核心性能

1. 通量與支持耗材

QuantStudio® 5 PCR儀支持以下耗材配置：

• 96孔標準板（0.2 mL）

• 八聯管及0.2 mL單管（需配合校準耗材使用）

• 兼容無裙邊、半裙邊與全裙邊PCR板

通過熱蓋壓板自動調節功能，系統可兼容不同高度與類型的耗材，適用于常見qPCR試劑盒或自配反應體系。

2. 光學檢測系統

該系統采用多通道獨立光源設計，可實現以下性能：

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

• 檢測原理：基于LED激發和CCD相機檢測

• 靈敏度：可檢測低至1拷貝的模板（取決于反應體系）

• 光學濾光片組：預設并自動識別，減少人工設定誤差

光學系統具有較強的信號分辨能力，適用于多重PCR實驗設計。

3. 溫控性能

• 升溫速率：最高可達4.25°C/s

• 降溫速率：最高可達3.6°C/s

• 溫度均一性：±0.4°C（30秒內，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的穩定性和擴增曲線的準確性，尤其適用于SNP或微小表達差異的精細分析。

4. 軟件功能與數據輸出

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

• 實時熒光數據采集與分析

• 自動閾值計算與基線校正

• 多重擴增曲線展示與分析

• ΔΔCt法、標準曲線法、等位基因判定分析

• 數據輸出格式支持.csv、.xls、.txt等標準形式，便于后續統計分析

系統亦可實現遠程控制與云端數據同步（通過Thermo Fisher Connect平臺），便于實驗室數據統一管理與多站點協作。

三、應用場景

QuantStudio® 5廣泛應用于生命科學、農業、生物制藥、環境檢測與食品安全等多個領域，典型應用包括：

1. 基因表達定量分析：結合SYBR Green或TaqMan探針技術，用于篩選差異表達基因，或在藥物反應機制研究中追蹤轉錄響應。

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：結合探針法進行等位基因分型和拷貝數變異監測，適用于群體遺傳學研究或個體精準分析。

4. 轉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實驗進行靶點驗證、突變位點檢測等操作。

四、系統兼容性與操作便捷性

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

系統提供操作向導功能，包含：

• 實驗設計模板（相對定量、絕對定量、基因分型、熔解曲線等）

• 實時運行監控

• 自動報警與校準提醒

• 多用戶權限管理

五、維護與校準

該系統配套自動光學校準與溫控模塊校準程序。用戶可根據日常使用頻率設置校準周期，系統在檢測到漂移時自動提示。光源壽命長達10萬小時以上，維護成本較低。

此外，儀器配有USB和以太網口，便于本地備份與遠程技術支持。固件更新可在線或離線完成，以確保功能持續更新與穩定運行。

六、系統組成與安裝要求

系統標準配置包括：

• 主機設備

• 校準板與96孔熱循環模塊

• 控制與分析軟件安裝包

• 使用說明文檔與合規認證資料（CE、ISO）

安裝環境要求如下：

• 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）

• 建議配置實驗臺穩定且防震，避免陽光直射及強磁干擾

七、優勢對比與選型建議

在中小通量實時PCR應用中，QuantStudio® 5相較于早期Applied Biosystems®系列或Bio-Rad CFX系列，在用戶交互、光學通道組合、遠程控制能力方面具備一定改進。其靈活的配件拓展能力及標準化軟件界面，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）或數字PCR需求，可進一步考慮QuantStudio® 6/7 Flex或QuantStudio® Absolute系列。

八、小結

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