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Thermo Fisher熱循環(huán)儀與實(shí)時(shí)熒光PCR儀的區(qū)別與應(yīng)用解析
聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）作為分子生物學(xué)的基礎(chǔ)技術(shù)之一，已經(jīng)從基礎(chǔ)擴(kuò)增發(fā)展出更高級(jí)的實(shí)時(shí)熒光定量PCR（qPCR）。而賽默飛（Thermo Fisher Scientific）作為PCR技術(shù)的設(shè)備制造商，其旗下的**熱循環(huán)儀系列（如ProFlex、SimpliAmp）與實(shí)時(shí)熒光PCR系統(tǒng)（如QuantStudio系列）**在全球范圍內(nèi)廣泛應(yīng)用。
雖然它們都以“PCR"為核心，但在功能定位、檢測(cè)方式、硬件配置和應(yīng)用目的上存在顯著區(qū)別。本文將圍繞這兩類儀器的不同，從技術(shù)角度展開(kāi)解析，并為實(shí)驗(yàn)選型提供參考建議。
一、概念與原理差異
1. 熱循環(huán)儀（Thermal Cycler）
熱循環(huán)儀，也被稱為“PCR儀"，是用于擴(kuò)增DNA模板的設(shè)備。其工作原理是通過(guò)反復(fù)加熱與降溫，實(shí)現(xiàn)DNA模板的變性、退火和延伸，最終形成成千上萬(wàn)倍的DNA片段。
主要功能：精確控制溫度循環(huán)，使PCR反應(yīng)體系進(jìn)行擴(kuò)增。
檢測(cè)方式：不帶檢測(cè)功能，需擴(kuò)增完成后使用凝膠電泳等方法進(jìn)行檢測(cè)。
2. 實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀（Real-Time PCR / qPCR）
實(shí)時(shí)熒光PCR儀在傳統(tǒng)PCR的基礎(chǔ)上集成了熒光檢測(cè)模塊，可在每個(gè)循環(huán)結(jié)束后通過(guò)檢測(cè)熒光信號(hào)強(qiáng)度，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)產(chǎn)物的擴(kuò)增情況，實(shí)現(xiàn)定量分析。
主要功能：擴(kuò)增+定量+分析，可得出Ct值、擴(kuò)增曲線等數(shù)據(jù)。
檢測(cè)方式：通過(guò)熒光染料或探針檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物的數(shù)量。
二、硬件結(jié)構(gòu)對(duì)比
| 部件 | 熱循環(huán)儀（如ProFlex） | 實(shí)時(shí)熒光PCR儀（如QuantStudio） |
|---|---|---|
| 控溫模塊 | 有（加熱/冷卻模塊） | 有（精密控溫） |
| 熒光檢測(cè)系統(tǒng) | 無(wú) | 有（激發(fā)光源+檢測(cè)器） |
| 軟件系統(tǒng) | 控溫程序管理 | 控溫+熒光監(jiān)控+數(shù)據(jù)分析 |
| 數(shù)據(jù)輸出 | 溫度程序/運(yùn)行日志 | 實(shí)時(shí)擴(kuò)增曲線/Ct值/標(biāo)準(zhǔn)曲線 |
| 屏幕操作 | 彩色觸屏為主 | 彩色觸屏 + 軟件界面 |
三、功能與用途比較
熱循環(huán)儀主要功能：
基因擴(kuò)增
載體構(gòu)建（如限制性酶切連接）
突變引入
RT-PCR第一步逆轉(zhuǎn)錄
梯度PCR優(yōu)化反應(yīng)體系
實(shí)時(shí)熒光PCR儀主要功能：
基因表達(dá)定量分析（qPCR）
微生物/病原體定量檢測(cè)
SNP 分型
DNA甲基化研究
藥物敏感性篩查
臨床分子診斷研究（如病毒核酸檢測(cè)）
簡(jiǎn)而言之：熱循環(huán)儀偏向“擴(kuò)增"，而實(shí)時(shí)熒光PCR偏向“定量分析"。
四、具體產(chǎn)品介紹與差異
1. 熱循環(huán)儀代表產(chǎn)品：ProFlex™ PCR系統(tǒng)
模塊可更換（3×32、96孔、384孔）
支持梯度PCR
無(wú)熒光檢測(cè)系統(tǒng)
彩色觸控屏幕，操作簡(jiǎn)潔
程序可存儲(chǔ)與USB導(dǎo)出
適合日常分子克隆、常規(guī)DNA擴(kuò)增、PCR條件優(yōu)化等。
2. 實(shí)時(shí)熒光PCR代表產(chǎn)品：QuantStudio™系列
常見(jiàn)型號(hào)：
QuantStudio 3/5：適合科研初級(jí)用戶，96孔設(shè)計(jì)
QuantStudio 6/7 Flex：中高通量，支持96/384孔模塊轉(zhuǎn)換
QuantStudio 12K Flex：超高通量，支持OpenArray平臺(tái)
核心特征：
多通道熒光檢測(cè)（FAM、VIC、ROX等）
可實(shí)時(shí)生成擴(kuò)增曲線、溶解曲線
支持標(biāo)準(zhǔn)曲線法、ΔΔCt法進(jìn)行定量分析
軟件分析功能豐富，可輸出報(bào)告、熱圖、分型圖等
適合基因表達(dá)分析、臨床研究、病原檢測(cè)和基因分型等高要求實(shí)驗(yàn)。
五、軟件與數(shù)據(jù)處理差異
熱循環(huán)儀軟件特點(diǎn)：
著重程序編排與管理
僅提供控溫和運(yùn)行日志
無(wú)數(shù)據(jù)分析模塊
實(shí)時(shí)熒光PCR軟件特點(diǎn)：
包含實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、擴(kuò)增曲線分析等功能
可設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)品濃度生成標(biāo)準(zhǔn)曲線
支持樣本定量、分型判定、熔解曲線分析等
實(shí)時(shí)熒光PCR的軟件功能更全面，處理的數(shù)據(jù)量也更大，需要一定的培訓(xùn)基礎(chǔ)。
六、實(shí)驗(yàn)應(yīng)用差異化舉例
| 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/th> | 適用儀器 |
|---|---|
| 克隆驗(yàn)證、基因擴(kuò)增 | 熱循環(huán)儀 |
| 熒光探針?lè)ú《緳z測(cè)（如SARS-CoV-2） | 實(shí)時(shí)熒光PCR |
| 梯度溫度優(yōu)化 | 熱循環(huán)儀（帶梯度功能） |
| 微量樣本絕對(duì)定量 | 實(shí)時(shí)熒光PCR |
| 教學(xué)與培訓(xùn)用基礎(chǔ)PCR | 熱循環(huán)儀（如SimpliAmp） |
七、實(shí)驗(yàn)室選型建議
| 實(shí)驗(yàn)室類型 | 推薦設(shè)備 |
|---|---|
| 分子生物學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室 | 熱循環(huán)儀（SimpliAmp、ProFlex） |
| 藥物研發(fā)、轉(zhuǎn)錄組分析實(shí)驗(yàn)室 | 實(shí)時(shí)熒光PCR（QuantStudio 5/7） |
| 臨床或檢測(cè)中心 | 實(shí)時(shí)熒光PCR（QuantStudio 6/12K） |
| 教學(xué)、教學(xué)科研結(jié)合平臺(tái) | 熱循環(huán)儀 + 熒光PCR組合配置 |
八、常見(jiàn)誤區(qū)澄清
實(shí)時(shí)熒光PCR儀不是“版"熱循環(huán)儀，它們工作目標(biāo)不同，一個(gè)側(cè)重?cái)U(kuò)增，一個(gè)側(cè)重實(shí)時(shí)檢測(cè)和數(shù)據(jù)分析。
熱循環(huán)儀無(wú)法進(jìn)行定量分析，需后續(xù)用電泳或其他分析手段才能判斷擴(kuò)增效果。
實(shí)時(shí)熒光PCR設(shè)備雖然價(jià)格較高，但在病毒檢測(cè)、基因表達(dá)分析等場(chǎng)景中不可替代。
九、結(jié)語(yǔ)
賽默飛熱循環(huán)儀和實(shí)時(shí)熒光PCR儀是分子實(shí)驗(yàn)室中各司其職的工具。前者是PCR技術(shù)的基礎(chǔ)設(shè)備，后者則是在其基礎(chǔ)上擴(kuò)展出的數(shù)據(jù)分析平臺(tái)。選擇哪一種設(shè)備，應(yīng)基于實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、預(yù)算、操作人員的技能水平等綜合考慮。
對(duì)于基礎(chǔ)DNA擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)，熱循環(huán)儀即可滿足；而涉及基因定量、分型分析等高級(jí)實(shí)驗(yàn)，則必須依賴實(shí)時(shí)熒光PCR系統(tǒng)完成。
