賽默飛 ViiA™ 7 實時熒光定量 PCR 儀器技術介紹

一、儀器概述

ViiA™ 7 實時熒光定量 PCR 系統(tǒng)是 Thermo Fisher Scientific 推出的多功能實時定量 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研究場景。

該系統(tǒng)支持多種反應格式，包括96孔、384孔和TaqMan Array卡等，實現(xiàn)從中低通量到大規(guī)模篩查的實驗需求。結合其配套的QuantStudio軟件平臺，能夠完成實時熒光采集、定量分析與結果可視化。

二、主要技術參數(shù)與配置

1. 反應孔板兼容性

• 支持96孔板、384孔板；

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

• 可選擇不同反應模塊進行更換，提升通量靈活性；

• 單次反應體系體積范圍：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；

• 溫度準確性：±0.25°C；

• 溫度均一性（96孔）：<0.4°C；

• 可控熱蓋，適應不同板型，避免樣本蒸發(fā)。

3. 光學檢測系統(tǒng)

• 采用高亮度LED激發(fā)源，延長壽命、降低維護頻率；

• 標準配置6通道檢測系統(tǒng)（支持FAM, VIC, NED, ROX, SYBR Green等）；

• 自適應熒光通道校準機制，避免通道串擾；

• 實時采集數(shù)據(jù)，每循環(huán)一個周期自動記錄熒光信號；

• 具有無接觸光學掃描設計，避免物理磨損。

4. 軟件系統(tǒng)（QuantStudio/Cloud支持）

• 實驗設置模塊：支持模板選擇、程序編輯與快速啟動；

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

• 多用戶權限與實驗加密管理；

• 兼容云端平臺，實現(xiàn)遠程實驗設計與數(shù)據(jù)查看；

• 支持SNP判定、標準曲線自動生成、樣本分組和統(tǒng)計分析；

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

三、工作原理

ViiA™ 7 基于實時熒光PCR原理，通過熒光探針（如TaqMan探針）或染料（如SYBR Green）標記擴增產(chǎn)物，在擴增過程中記錄熒光信號強度變化，建立擴增曲線，從而實現(xiàn)對目標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擴增與熒光采集

• 儀器通過預設程序進行熱循環(huán)擴增；

• 每一循環(huán)末期采集熒光強度，生成實時擴增曲線；

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

3. 數(shù)據(jù)分析

• 軟件自動判斷擴增效率、背景噪音、熒光漂移；

• 生成標準曲線或進行相對定量分析；

• 對目標基因表達水平或基因分型進行判定。

四、儀器組成與模塊化設計

ViiA™ 7 實時定量PCR儀采用模塊化設計，用戶可根據(jù)實驗需求選擇以下組件：

1. 主機

• 集成溫控模塊與光學檢測系統(tǒng)；

• 配備可更換反應模塊（96孔、384孔、Array卡）；

• 支持自動識別并適應不同板型。

2. 控制系統(tǒng)

• 通過配套電腦或QuantStudio軟件進行全程控制；

• 可連接實驗室信息管理系統(tǒng)（LIMS）；

3. 耗材系統(tǒng)

• 標準0.2 mL PCR板；

• 384孔板與封膜；

• TaqMan Array卡和加載夾具；

4. 配套服務

• 可選自動液體處理系統(tǒng)連接；

• 提供安裝培訓與定期維護支持；

• 軟件更新與在線技術資源支持。

五、典型應用實例

1. 基因表達譜分析

• 比較實驗處理組與對照組之間的目標基因表達變化；

• 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；

• 實時檢測等位基因信號，區(qū)分純合/雜合型；

• 廣泛應用于藥物代謝、遺傳疾病篩查等領域。

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；

• 可與預構建探針試劑盒搭配，進行絕對定量分析；

• 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表達研究；

• 軟件支持歸一化分析與多目標比較；

• 與miRNA反轉錄引物聯(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、基因組完整性評價等研究方向。

六、操作注意事項與維護建議

1. 實驗操作

• 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. 維護保養(yǎng)

• 定期檢查光源穩(wěn)定性與濾光片清潔度；

• 長時間停機前應進行數(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兼容性。

3. 常見問題

• 熒光信號漂移：檢查板密封性與反應體系；

• 信號偏低：優(yōu)化引物、模板濃度與酶體系；

• 無擴增：排查酶活性、程序設置與試劑有效性。

七、總結與適配場景分析

ViiA™ 7 實時熒光定量 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，適用于基礎分子生物學研究、高通量基因篩查、臨床科研輔助分析等多種場景。系統(tǒng)提供標準化操作流程與多通道檢測支持，便于實驗室在多種檢測方案間靈活切換，并能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的快速分析與管理。

其設計充分考慮實驗的準確性、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)學院校教學實驗室；

• 疾控機構的流行病檢測；

• 醫(yī)療機構的病原核酸檢測；

• 藥企或生物技術公司開發(fā)階段的生物標志物篩選。