飞迪带您发现朗基qPCR仪的闪“光”点

做过PCR实验的朋友都知道，荧光定量PCR实验过程产生的荧光信号十分微弱，并有一定的背景信号，这就好比众里寻他千百度，他还不知在何处......

这对PCR仪的光学检测技术提出了很高的要求，光学检测技术一直是qPCR仪的核心技术，它决定了实验的准确性、可靠性和重复性。

下面我们一起聊下荧光定量PCR仪的光学系统吧。

传导光路

按照结构的不同，荧光定量PCR仪的传导光路主要分为斜射式、透射式和共聚焦式。传导光路的主要作用是传输激发光和产生的荧光。

图1

共聚焦式是其中使用较广的一种检测光路方式，如图1所示，激发光路的激发光经过二向色镜反射后照射到待检测样品池上，产生的荧光会透射过二向色镜再到达荧光探测器。

朗基科仪的荧光定量PCR顶部检测方式就是使用了这种共聚焦传导光路，激发光路和检测光路采用同一光学光路，从而有效抑制了激发光和杂散光的干扰，提高了系统的信噪比。

荧光探测器

一般情况下，根据光产生的原理和电传播原理，一个完整的荧光信号检测系统需要光源、透镜、滤光片及探测器组成。

那么探测器的选择也至关重要。对探测器的要求是高灵敏度、响应速度快、噪声低。

CCD

电荷耦合器件（ＣＣＤ）是2０世纪７０年代发展起来的一种具有将光转换为电荷的传感器，它使得图像处理变得可能，它们由一系列被称为像素的排列成正方形或矩形阵列的感光元件组成。当ＣＣＤ曝光时，形成被观察物体的图像，该图像可以从ＣＣＤ中提取并存储在计算机上用于以后的分析。ＣＣＤ广泛应用在计算机图像处理、医学诊断、非接触性检测等领域，尤其适用于图像识别技术。

由于CCD光敏管可做的很小(约10um)，所以它的图像分辨率很高。CCD相机创建的图像质量高、噪点低。同时CCD相机已大批量生产很长一段时间，产品更成熟，像素更高。

顶部检测CCD成像方式

这种采用共聚焦式传导光路以及选用CCD作为探测器的光学系统，在仪器界内称为顶部检测CCD成像方式。

它是目前荧光定量PCR仪的蕞佳光学检测技术方案。国内顶尖qPCR仪和国外主流qPCR仪都采用这种技术，比如美国Thermofisher的Q5/7500，ROCHE的LC480/96，国内有朗基的Q1000/Q2000系列产品。

这种顶部检测技术采用相机原理，直接从PCR管的上方对所有样品进行同步实时检测，采光面平行性好，采光面积大，因此小体积反应液都能放心使用（如图2）。

图2 10ul，2倍稀释4个重复

在Q2000上获得的结果

众所周知，采用顶部检测技术的qPCR仪所需要的反应体积只需10-20ul即可，（而其他检测方案的qPCR仪至少需要20ul以上），从而很大程度地降低了实验成本。实验达人们蕞清楚qPCR试剂有多贵了，能省一半的试剂就是省下大把的银子啊。

其他检测方式

行业内比较常用的检测方式还有机械扫描技术和光纤技术。

机械扫描技术的劣势是：

1. 运动的机械部件不可避免会产生发热、磨损及走偏等现象，导致故障率高。虽然仪器成本低，但后期维护成本非常高;

2. 逐孔扫描，检测时间长，实验效率低。

光纤技术的劣势是：

1. 光纤直径比头发丝还细，通光量非常低，导致荧光信号弱，难以收集;

2. 容易折断，弯曲半径大，导致仪器尺寸大;

3. 光纤表面容易被污染，不易清洁，极易堵塞，导致信号不稳定。

不同的检测方式会给后续检测带来不同程度的影响，在了解完以上光学系统的核心技术之后，小伙伴们应该心中有谱了吧？飞迪希望各位都能买到一台称心如意的qPCR仪。

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