发布时间:17-05-09 17:26分类:技术文章 标签:PCR仪,PCR仪不同分类的对比 常见的PCR仪有四种类型,分别是普通基础PCR仪,梯度PCR仪,实时荧光定量PCR仪和原位PCR仪。这四种PCR仪的一般原理有相似的地方,但在结构和配件方面还存在一些差异。那么它们有哪些异同点呢?PCR仪不同分类的对比(1)普通基础PCR仪由主机,加热模块,PCR管样品基座,热盖,控制软件组成。(2)梯度PCR仪除具有普通PCR仪的结构外,还具有特殊的梯度模块,可实现对梯度温度和梯度时间等参数的调整。因此可以在一次实验中对不同样品设置不同的退火温度和退火时间,从而可在短时间内对PCR实验条件进行优化,提高PCR科研效率。(3)实时荧光定量PCR仪在普通PCR仪的基础上增加一个荧光信号采集系统和计算机分析处理系统。荧光检测系统主要包括激发光源和检测器。激发光源有卤钨灯光源、氩离子激光器、发光二极管LED光源,前者可配多色滤光镜实现不同激发波长,而单色发光二极管LED价格低、能耗少、寿命长,不过因为是单色,需要不同的LED才能更好地实现不同激发波长。监测系统有超低温CCD成像系统和PMT光电倍增管,前者可以一次对多点成像,后者灵敏度高但一次只能扫描一个样品,需要通过逐个扫描实现多样品检测,对于大量样品来说需要较长的时间。(4)原位PCR仪与普通PCR仪相比,用玻片代替了PCR管,其反应过程是在载玻片的平面上进行的。

核心提示:定量PCR仪主要由两部分组成,一个是PCR系统,一个是荧光检测系统。从生物通前面的原理介绍不难看出选择定量PCR仪的关键――由于定量PCR仪主要由两部分组成,一个是PCR系统,一个是荧光检测系统。从生物通前面的原理介绍不难看出选择定量PCR仪的关键――由于定量PCR必需借助样本和标准品之间的对比来实现定量的,对于定量PCR系统来说,重要的参数除了传统PCR的温控精确性、升降温速度等等,更重要的还在于样品孔之间的均一性,以避免微小的差别被指数级放大。至于荧光检测系统,多色多通道检测是当今的主流趋势――仪器的激发通道越多,仪器适用的荧光素种类越多,仪器适用范围就越宽;多通道指可同时检测一个样品中的多种荧光,仪器就可以同时检测单管内多模版或者内标+样品,通道越多,仪器适用范围越宽、性能就更强大。荧光检测系统主要包括激发光源和检测器。激发光源有卤钨灯光源、氩离子激光器、发光二极管LED光源,前者可配多色滤光镜实现不同激发波长,而单色发光二极管 LED价格低、能耗少、寿命长,不过因为是单色,需要不同的LED才能更好地实现不同激发波长。监测系统有超低温CCD成像系统和PMT光电倍增管,前者可以一次对多点成像,后者灵敏度高但一次只能扫描一个样品,需要通过逐个扫描实现多样品检测,对于大量样品来说需要较长的时间。定量PCR仪需要考虑的另外一个因素是软件设计,这一点目前较新型号的仪器都有不错的配套软件可以满足常规使用。――随着定量PCR技术在临床诊断、疾病监控、药物监测、肿瘤研究等领域的越来越广泛的应用,市面上不同品牌和设计的定量PCR仪也不断推陈出新,生物通在这里着重介绍不同的3类定量PCR仪,各有各精彩。

发布时间:17-05-11 17:49分类:技术文章 标签:PCR仪,PCR仪有哪些类型? 根据DNA扩增的目的和检测的标准可以将PCR仪分为普通PCR仪,梯度PCR仪,原位PCR,实时荧光定量PCR仪等几类。1、普通PCR仪一般把一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪,称之为普通PCR仪。如果要用它做不同的退火温度则需要多次运行。主要是用作简单的,对目的基因退火温度的扩增。主要应用于科研、教学、临床医学、检验、检疫等。2、梯度PCR仪一次性PCR扩增可以设臵一系列不同的退火温度条件(通常12种温度梯度)的称之为梯度PCR仪。因为被扩增的不同的DNA片段其*适合的退火温度不同,通过设臵一系列的梯度退火温度进行扩增,从而一次性PCR扩增*可以筛选出表达量高的*适合退火温度进行有效的扩增。主要用于研究未知DNA退火温度的扩增,这样既节约时间,也节约经费。在不设臵梯度的情况下亦可当做普通的PCR用。真正的梯度,是每一排管都有精确的加热控温探头,2009年为止只有美国ABI公司可以做到。其他的都是从两头的热传递来设计控温。梯度PCR仪多应用于科研、教学机构。3、原位PCR仪(有些品牌的PCR仪具有普通PCR、梯度PCR、原位PCR的功能,通过替换模块进行多用途开展实验工作)是用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪。如病原基因在细胞的位臵或目的基因在细胞内的作用位臵等。可保持细胞或组织的完整性,使PCR反应体系渗透到组织和细胞中,在细胞的靶DNA所在的位臵进行基因扩增。不但可以检测到靶DNA,还能标出靶序列在细胞内的位臵。于分子和细胞水平上研究疾病的发病机理和临床过程及病理的转变有着重大的实用价值。4、实时荧光定量PCR仪(fluorescencerquantitivepolymerasechainreaction,FQPCR)在普通PCR仪设计基础上增加荧光信号激发和采集系统和计算机分析处理系统,形成了具有荧光定量PCR功能的仪器。其PCR扩增原理和普通PCR扩增原理相同,在PCR扩增时加入的引物是利用同位素、荧光素等进行标记,使用引物和荧光探针同时与模板特异性结合扩增。扩增的结果通过荧光信号采集系统实时采集信号连接输送到计算机分析处理系统,得出量化的实时结果输出。荧光定量PCR仪有单通道,双通道和多通道之分。当只用一种荧光探针标记的时候,选用单通道;有多种荧光标记的时候使用多通道。单通道也可以检测多荧光的标记和目的基因表达产物,因为一次只能检测一种目的基因的扩增量,需多次扩增才能检测完不同的目的基因片段的量。多通道利于做多重PCR,实现一次检测多种目的基因的功能。实时荧光定量PCR仪主要应用于临床医学检测、生物医药研发、食品行业、科研院校等。实时荧光定量PCR仪+实时荧光定量试剂+通用电脑+自动分析软件,构成PCR-DNA/RNA实时荧光定量检测系统。

核心提示:荧光定量PCR 因操作方便、运行速度快、实验结果准确,受到越来越多的分子生物学研究者青睐。在实验技术成熟的今天,也许对你来说

1. 传统的96孔板式定量PCR仪传统的96孔板式定量PCR仪以美国应用生物系统公司为代表。传统96孔板式定量PCR仪的优点是可容纳的样本量大而且无需特殊耗材,可以采用传统的96孔板甚至384孔板进行批量的定量反应,但是缺点也显而易见――温度均一性不佳――平板固定加热模块的PCR温度控制有边缘效应――样品槽上每个孔之间的温度存在差异――也就是所谓位置效应(可参考生物通龙虎榜:PCR仪的选择一文),因此标准曲线的反应条件应难以做到与样本完全一致,样本和样本之间的温度控制也可能存在差异,对于灵敏度极高的定量PCR来说,任何极微小的差异都会以指数级别的规模被放大,不能不说是一种缺憾。传统反应板面积大,温度控制的精确性、升降温速度也相对较慢,因而反应速度也较慢。96孔板定量PCR仪的荧光检测分析系统,由于96孔板上样品孔的位置是固定的,每个样品孔距离光源和监测器的光程各不相同,有可能对结果产生影响。检测在试管管底进行,试管底的透光性和厚薄均一性都可能对结果产生影响。MJ和Bio-Red公司的定量PCR仪也属于这一类。

荧光定量PCR 因操作方便、运行速度快、实验结果准确,受到越来越多的分子生物学研究者青睐。在实验技术成熟的今天,也许对你来说,最难得不是实验技术上的问题――而是选择哪一种荧光定量PCR仪――你要征询实验室成员的意见、分析实验室目前乃至将来的需求、平衡实验室的预算,更要详细研究各种极富诱惑力的宣传资料。面对各种不同性能的产品,您又该如何选择呢?首先建议大家走出认识荧光定量PCR的两个误区:误区一:仪器通道越多越好随着PCR技术的成熟运用,多重扩增越来越热闹,荧光定量PCR仪也不能幸免。从最初ABI公司推出的单通道荧光定量PCR仪发展到如今各个厂家都推出4通道、5通道甚至6通道荧光定量PCR仪,眼花缭乱的选择让人无所适从,就有人一不小心走进了“通道越多越好”的误区。在使用有些厂家5通道的荧光定量仪时,为了确保实验结果的精确性和准确性都要在实验中使用ROX或专用的Reference dye ,这些荧光染料都必须单独使用一个检测通道。这样以来,真正能检测多重PCR荧光信号的有效通道只有4个,而且使用校正染料可能会增加后期的使用成本。有的荧光定量PCR的检测通道是只为自已厂家的专用的荧光染料或试剂开放的,有效检测通道也绝非像宣传资料中宣称的那么多。在购买前确认荧光定量PCR仪器的有效检测通道尤为重要,不能单单只听宣传。考虑多重荧光定量PCR的通道数的时候也应该从实验室实际情况出发,多重PCR并非人人适用、人人可用,因为它使实验复杂化了。误区二:real-time PCR仪无需梯度功能对于使用染料法的定量PCR反应,虽然有各种各样的PCR引物设计软件或者经验公式计算熔解温度,但运用的公式不同、引物序列不同,Tm值的差异会很大。引物的熔解温度决定了退火温度。而且模版中碱基的组合千变万化,对于特殊片断,经验公式得到的数据不一定能得出准确的结果,退火温度细微的差异对结果都可能产生决定性的影响,因而“摸条件”一度是让人很头疼的问题。梯度PCR的出现部分解决了一些问题――在反应过程中每个孔的温度控制条件可以在指定范围内按照梯度变化,根据结果,一步就可以摸索出最适合的反应条件。不单退火温度,连变性温度和延伸温度都可以优化――对于多种聚合酶混合酶扩增如Invitrogen、Clontech、Promega的多数高保真Taq酶来说这个非常重要,因为Taq和校正酶的最佳反应温度可能有显著差异,优化延伸温度就显得很重要。使用有梯度功能的荧光定量PCR可以一次完成以往多次实验才能完成的优化过程,简化了摸索 PCR反应条件的繁琐实验,既节省实验时间提高效率,又节省实验成本。当我们走出误区,想要选择一款最适合自己需求的荧光定量PCR仪时我们又该关注些什么呢?

ABI的7500型荧光定量PCR仪激发光源为卤钨灯光源,5色滤光镜,可同时激发96个样品,超低温CCD具备同时多点多色检测的能力,能够有效地分辨FAM/SYBR Green I, VIC/JOE, NED/ TAMRA/ Cy3, ROX/Texas Red,和Cy5等荧光染料。多色荧光检测技术为多重定量、SNP分析、基因型分型和带阳性内对照的阴/阳性分析提供了基础。多重定量即在同一反应管内同时对多个目标基因进行定量,可以大大提高精度并节约成本。随机配置的定量PCR引物和探针设计软件Primer Express非常有用,“因为到目前为止还没有其他软件有能力设计定量PCR所需的TaqMan探针”。各型号都有实时动态和终点读板两种运行模式。实时动态模式用于定量DNA或RNA拷贝数。可以动态显示PCR扩增曲线的生成,定量的线性范围大于9个数量级,区分5000和 10000个拷贝的DNA模板可信度达99.7%。终点读板模式用于基因型鉴定、点突变检测和单核苷酸多态性分析等。当然,也可以作为普通 PCR仪使用。ABI定量PCR仪最大的优势在于ABI已经发布十二万种Taqman Gene Expression Assays 人、大鼠、小鼠基因组基因表达分析试剂盒,覆盖人类全部4万个基因,二百万种Taqman Validated SNP Genotyping Assays 人、大鼠、小鼠基因组SNP 检测试剂盒,为运用7000、7300、7500、7900型开展课题研究创造了绝佳的条件。ABI 的定量PCR仪均支持两种定量化学:TaqMan荧光探针和SYBR Green I荧光染料。其熔解曲线功能用于判断PCR扩增反应是否特异,有无杂带生成。7500型号比7300多一个滤光镜,新的光路设计使长波长红色荧光的检测灵敏度大大提高,带有快速运行模式。增强的7900型在96孔模块的基础上更加可以更换384孔版模块,使得高通量处理数据的能力大大增强,应该更适合经常处理大量标本的实验室吧。

1、 仪器的检测通量在购买定量PCR仪的时候要根据实验实的需要来选择不同通量的仪器。目前市面上的荧光定量PCR的检测通量小到16个多到384个。如果进行一般的基因表达研究或病原体检测,实在不必购买昂贵的仪器,96孔的通量足够用;需要寻找要新药靶点和疾病标记的实验室可以考虑购买384孔板的仪器。假如经费有限无法购买384孔板仪器的实验室,可以考虑购买运行速度快的96孔板荧光定量PCR仪。有了高通量的仪器,你会发现样品的制备和小体系、多样本的PCR体系构建成为限制实验速度和结果的颈瓶。Roche公司推出的MagnaPure核算纯化系统可配合Roche的Lightcycyler 荧光定量PCR仪使用。Eppendorf 的ep Motion5070、5075全自动工作站,即可解决核酸纯化问题,又可进行96孔板、384孔板的PCR反应体系构建,不用加样加到眼发黑、手抽筋。2、硬件设计特点荧光定量PCR仪主要有传统的96孔板式、创新的离心式等,每种设计都有它的独到之处但也都有无法避免的缺憾。传统的96孔板的荧光定量PCR可以容纳的样本量大,而且无需特殊的耗材。有些传统的96孔板的仪器采用卤钨灯激发、CCD检测,这些光学结构在96孔板的顶部,每个样品孔距光源和检测器的光程各不相同――边缘效应,对结果产生影响。为了保证精确、准确的实验结果,这类仪器在实验过程中通常会使用ROX或专用的Reference dye作为参照校正实验结果。卤钨灯的使用寿命短、更换成本较高已经成为很多用户头痛的问题。在实验过程中卤钨灯作为一种热光源,产生较多热能对实验结果有一定的影响。CCD最大的优点就是可以同时扫描所有样品中的荧光信号,但是灵敏度较低,而且同时检测样品间的荧光信号存在干扰。像ABI、Bio- rad 公司生产的荧光定量PCR就属于这一种。但Bio-rad的IQ系列荧光定量PCR带有梯度功能。创新的离心式的仪器通常选用 LED激发、PMT检测,离心式的设计上避免了边缘效应。LED光源是冷光源对实验没有影响,因此无需采用其他荧光染料校正仪器,而且使用寿命长无需经常更换。PMT每次只能收集单个荧光信号,但是检测灵敏度高。但这类仪器运行速度非常快,但也存在样本量小、耗材昂贵、没有梯度功能、存在时间积分等缺点。 Corbett 的Rotor-gene系列和Roche 的Lightcycler系列均为这一类仪器。随着荧光定量PCR技术的使用,聪明的仪器生产商纷纷在传统的96孔板仪器上大作改进。首先是Stratagene的Mx3000p在检测上突破了使用CCD改用PMT检测荧光信号,大大提高了实验的灵敏度,但激发光源仍然沿用传统的卤钨灯并且没有梯度功能。Eppendorf 公司推出的Mastercycler ep realplex是一款带有梯度功能的荧光定量PCR仪,使用了96个LED为激发光源,采用先进的CPM及96合一光纤为检测系统,不但避免了边缘效应还保证所有样品间的荧光信号没有干扰。3、运行速度在荧光定量PCR仪的众多技术参数中,升降温速度也是厂家喜欢大力宣传的指标。更快的升降温,可以缩短反应进行的时间,而且缩短了可能的非特异性结合、反应的时间,提高PCR的特异性。为了更好的完成实验,各个厂家纷纷推出能快速运行的荧光定量PCR仪。例如ROCHE推出的Lightcycler2.0利用空气动力学原理,可在半小时左右完成30-40个循环。ABI的7500可以选配FAST模块拥有5°C/秒的升降温速度,可在40分钟左右完成30-40个循环。最近 eppendorf新推出的Mastercycler ep realplex4S 和2S的银质模块荧光定量PCR仪,升降温的速度可达到6℃/秒和4.5/秒,是目前同类产品中升降温速度最快的荧光定量PCR 仪。一个在其他仪器上原本需要40―60分钟的PCR反应,eppendorf Mastercycler ep realplex4S 和2S 只需运行28分钟――别小看这节约下来的几十分钟,一天下来就可以多运行好几轮了。4、灵活性大规模繁忙的实验室设备固然让人羡慕,但是常规实验室同样可以有精彩的选择。现在的仪器供应商拥有众多技术专家,有的还能提供整个分子生物学的基础研究平台,不但了解、满足您现在的需求,而且还考虑到了你可能变化的需求――升级和更换模块。Bio-rad的Mycycler就可以选择模块升级为定量PCR 仪。ABI的7900可以选择将96孔槽变为384孔槽。像离心式的双通道的Rotor-gene3000A 就可以根据您研究的需要升级成四通道的荧光定量PCR仪。Eppendorf公司在这方面考虑的就更加周全,如实验室已经拥有Mastercycler ep可以按照您的要求升级为Mastercycler ep realplex荧光定量PCR仪,而且可升级的型号有4种:2通道银质、铝制模块和4通道银质、铝制模块。您可以根据自己的经费和实验需要购买、升级任何一款Mastercycler ep realplex荧光定量PCR仪。

MJ的Option系列是在MJ原来的常规PCR仪基础上改造,采用LED光源PMT光电倍增管荧光检测器。 96个单色LED光源对应96孔板,但是单色LED激发波长范围较窄。Option是单道单个光电倍增管荧光检测器,升级的Option2是双PMT光电倍增管荧光检测器,PMT灵敏度高但一次只能扫描一个样品,所以Option系列是逐孔扫描而非同时检测96个样品。双PMT可同时进行双色检测 。优势之一是带梯度功能。Bio-Rad也算是个熟悉的品牌,iCycler iQ实时定量PCR系统也是96孔平板式固定加热的,荧光检测波长范围400-700nm,可4波长同时检测,仪器的设计灵活,定性和定量部分可独立工作,同样可完成梯度PCR。5组滤光片位置使用户可以自由选择不同的检测波长。专利技术intensifier荧光放大器保证了极高的检测灵敏度。MJ被 Bio-Rad收购后,Option和iCycler iQ目前还是各自走各自的销售渠道,至于将来Bio-Rad会如何决定二者的发展方向还需要拭目以待。2.创新概念的离心式实时定量pcr仪为了克服平板式定量pcr温度均一性差的缺点,聪明的研究人员又开发出创新概念的离心式实时定量pcr仪,以roche罗氏的lightcycle和corbett的rotor-gene为代表。pcr扩增样品槽被巧妙地设计为离心转子的模样,借助空气加热和转子在腔内旋转,转子上每个孔都是“等位”的,几乎无差别,很好的解决了每个样品孔之间的温度均一性的关键问题―― corbett的rotor-gene样品间温度差异小于±0.01℃,最大程度地保障了标准曲线和样品之间条件的一致性。利用空气做加热介质的优点在于能实现与反应体系无缝接触,接触面积大且加热均匀。虽然有竞争对手批评空气介质比热小,但事实上roche的lightcycle%202.0却是目前升温速度最快的定量pcr仪,可以达到20℃/秒!Corbett的Rotor-gene也可以达到5℃/秒,优于多数的平板式PCR仪。借助旋转离心力还可以随时将可能凝在管壁和盖子上的液滴离心到管底而无需热盖;还可以将酶加在管盖上,升温后离心到管底与反应体系混合,实现“机械的热启动功能”。由于升温速度快,对于常规需要2个多小时完成的定量PCR反应,Roche的LightCycler仅需20―30分钟即可完成,可以大大节约时间和提高工作效率。这一点对于研究人员来说极为有用,因为你不再需要等2个多小时才能看实验结果了,或者换句话来说,2个多小时你可以做4―5轮定量实验了。