四种常见PCR仪的区别及运用-科邦实验室-2020.6.24
PCR学习-浅析PCR仪的分类
浅析PCR仪的分类、应用及当前市场品牌格局作者：佚名来源：维库仪器仪表网 2012-10-10 23:39 阅读：442随着生命科学研究不断的突破性发展，聚合酶链式反应（PCR）技术也得到了大力发展，重要性日渐凸显。
这也使得PCR仪成为生命科学研究实验室中不可缺少的一部分。
PCR，中文称为聚合酶链式反应，其实是一种DNA的快速扩增技术，PCR技术通过两个短的称为引物的DNA小片段和一种耐热的酶的作用，可以在3个小时内把特定的DNA量提高1000万倍。
PCR技术引起了分子生物学研究的一场革命，推动了微观领域的生物学研究。
现在PCR仪已经被广泛地应用于生命科学研究、食品卫生、医疗、法医及环境监测等诸多方面。
PCR仪一般分为普通PCR仪、梯度PCR仪、原位PCR仪以及实时荧光定量PCR仪四类。
普通PCR仪是指一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪，能够应用于简单的目的基因退火温度的扩增。
梯度PCR仪则是设置一系列不同的退火温度条件（温度梯度），一次性PCR扩增，就可以筛选出表达量高的最适退火温度，进行有效的扩增。
梯度PCR仪主要用于快速、低成本的进行未知DNA退火温度的扩增。
原位PCR仪是用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪，主要用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。
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，就成了荧光定量PCR仪。
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。
主要用于医学临床检测，生物医药研发，食品行业，科研院校等机构。
目前在PCR仪市场中，较为有名的品牌及厂商有ABI美国应用生物公司、ROCHE罗氏诊断、MJ、伯乐等，以及国内的杭州博日、杭州朗基、上海枫岭、厦门安普利等。
ABI 美国应用生物公司在PCR仪市场中占据极其重要的地位，尤其是其收购了PCR仪的鼻祖PE公司，实力更为雄厚，有多款经典PCR仪。
PCR原理及各类PCR仪
PCR原理及各类PCR仪PCR（Polymerase Chain Reaction）即聚合酶链反应，是一种通过扩增DNA片段的技术。
PCR的基本原理是利用DNA聚合酶酶活性，在适当的条件下，通过DNA的复制和扩增来获得大量的DNA片段。
PCR技术已经广泛应用于医学、疾病诊断、基因工程和进化研究等领域。
PCR基本原理：PCR基本原理是在一系列温度变化的条件下，通过DNA引物与模板DNA相互结合和分离，并通过DNA聚合酶的作用逐步扩增产生大量目的DNA片段。
PCR步骤：1. 反应体系组成：反应体系包含DNA模板、引物（primer）、dNTP （脱氧核苷三磷酸）、Mg2+离子、缓冲液和DNA聚合酶等成分。
2. Denaturation（变性）：将反应体系加热至95°C，使得DNA双链变为两条单链DNA。
3. Annealing（退火）：将反应体系降温至适合引物与模板DNA结合的温度，引物与DNA模板互补序列结合形成DNA双链。
4. Extension（延伸）：将反应体系升温至DNA聚合酶最适温度，DNA聚合酶在引物的作用下，在引物上逐步延伸合成新的DNA链。
PCR类别：1.常规PCR：常规PCR是最简单和常用的PCR方法，可用于扩增目标DNA区域。
2.实时定量PCR（qPCR）：qPCR是一种测定PCR产物数量的方法，可以用于定量DNA或RNA浓度，以及检测基因表达水平。
3.逆转录PCR（RT-PCR）：RT-PCR将RNA反转录为cDNA，然后再进行PCR扩增，用于检测基因表达。
4.数字PCR（dPCR）：dPCR是使用分子方法计算DNA模板的浓度和扩增产物的绝对数量的技术。
5.巢式PCR：巢式PCR是在两步PCR中进行的，第一步是较高的退火温度安排，用于生成内部引物所需的DNA片段，第二步是较低的温度安排，用于增加PCR产物的数量。
6. 长PCR：长PCR用于扩增较大的DNA片段，通常超过5 kb，需要更长的扩增时间和更大的反应体积。
重点实验室仪器使用(PCR,Gel Doc XR,Autoclave
德国Whatman Biometra公司温度梯度PCR仪(Tgradient)温度梯度PCR仪(Tgradient)梯度PCR仪特别适用于最适PCR反应条件的摸索，在单次PCR反应中可检验多个反应温度，温度梯度。
同一台仪器同样也可用于高效PCR扩增反应，原位PCR，酶切和连接反应等。
Tgradient温度梯度热循环仪，采用镀金银槽，具有极高的热传导性和热均一性，最快升温速度4℃/秒，最快冷却速度3.0℃/秒，15秒内温度均一性 0.5℃，温控精度 0.1℃，可选配离心管内温度探头，镀金银槽温控范围：-3～99℃，温度梯度最大可达40℃，可调式热盖，控制温度范围从30℃～110℃，6行LCD显示屏：图表式，人机界面友好，易学易用，特别功能：加热/冷却速度可调(0.01到4℃/秒)，温度和时间随循环次数递增，暂停和自启动。
程序最多可有100个，最多99步/程序，总步骤可达2000步。
有打印机接口(Centronics)和计算机接口(RS232)。
降落PCR（touch down PCR）：指的是每一个（或n个）循环退火温度逐步降低1度，直到达到一个较低的退火温度，该温度称为：“touchdown"退火温度，然后在该温度下继续循环10个左右循环。
退火温度的起始温度高于计算的TM15度左右（我觉得高于10度也可），在接下来的循环中，退火温度每个循环降低1－2度（一般为1度），直到低于TM5度。
该策略的目的在于确保第一个引物－模板杂交事件发生在最互补的反应物之间，即特异行扩增的反应物之间，当退火温度降低到非特异性扩增发生的水平时，特异产物在此时已经有一个几何数的起始优势，在剩余的反应中，特异产物会竞争非特异产物，特异产物始终优先扩增，从而产生单一的占主导地位的扩增产物。
该方法主要用于避免非特异性PCR产物的出现，尤其是当使用复杂的基因组DNA模板，非特异性退火易发生时。
例子：94度预变性3分钟，94度变性30秒，65度（计算退火温度55度）退火30秒，72度延伸1分钟。
各款荧光定量PCR仪的性能比较
各款荧光定量PCR仪的性能比较本人从事荧光定量PCR检测试剂的开发工作,用过市场上主流的多款荧光定量PCR仪，如ABI5700,ABI7700，ABI7000，ABI7300，ABI7500，MJ opticon,MJ opticon2,bio—rad I Cycler，LightCycler1。
5，roter-gene3000，Stratagene Mx3000P，line-gene等等.这种仪器各有各的特点，但都存在不足之处。
ABI公司的荧光定量PCR仪产品比较多,成系列，但目前而言ABI5700和ABI7700不能实时在线地检测荧光，因而已经退出历史舞台，尤其是ABI7700，不但很贵，而且采用苹果机电脑，使用很不方便。
ABI7000目前也已经淘汰,我用的这台仪器老出问题，曲线极不光滑，但同样的反应体系在国产机杭州博日line-gene上曲线非常好,在ABI7500上曲线也很光滑，所以,本人估计是ABI7000设计上有不足之处.而且卤钨灯特别容易坏,在南方,我们实验室平均5个月换一个，配件容易坏，后续使用成本就会高一些。
现在市场上的ABI7300就是ABI7000的简单升级版，硬件设计上几乎没有改变,只是换过几个性能更好的配件，软件有所升级.另外我个人感觉ABI7900（ABI公司第二代产品）有些华而不实，价格应该是所有荧光定量PCR仪中最贵的，硬件上跟ABI7700差不了太多，但性能指标还不如ABI7500（ABI公司第三代产品)，硬件设计上也不如ABI7500合理.所以这个型号的仪器，谁买了，用的时候会不呼上当。
ABI7500是ABI公司最成功的产品，各方面性能都不错,虽然加热模块还是有一些边缘效应,但使用中央的孔位效果可以得到保证,在96孔板使用中间的48个孔位,结果都能得到保证。
总的来说，ABI公司在荧光定量领域上还是做出很多贡献的,其仪器在科研上还是可以用的,但由于硬件设计上的缺陷，需要额外的ROX染料进行校正，并且占用了一个检测通道.国内的试剂厂商都不加ROX染料，科研用户一般也不使用，所以其检测的准确性和重复性还是很难保证的，尤其浓度较低的模板进行检测时效果不佳，偏差会很大。
核酸提取仪的原理、分类及几种核酸提取仪的比较-科邦实验室
核酸提取仪（Nucleic Acid Extraction System）是应用配套的核酸提取试剂来自动完成样本核酸提取工作的仪器。广泛应用在疾病 控制中心、临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测、食品安全检测、畜牧业和分子生物学研究等多种领域。
只配套 QIAGEN 离心柱相关试剂
盒，成本高
震荡加热模块
离心柱法，粘 稠样品和组织
容易堵柱子
组织需要预 先研磨过夜
消化
20-30 元
预消化 5 小时 或者过
夜
分类： 1. 根据仪器型号大小不同划分
1) 自动液体工作站 自动液体工作站是功能非常强大的设备，液体分液、吸液等自动完成，甚至能通过整合扩增、检测等功能，实现标本提取、扩增、 检测全自动化。提取核酸只是其功能的一个应用，不太适合常规实验室提取核酸，一般都应用在单一类标本并且一次提取标本量非常 大(至少 96 个，一般几百个)的实验需求上。自动工作站的平台建立及平台的运作，需要比较大的资金。 2) 小型自动核酸提取仪 小型的自动化仪器是通过运行结构的特殊性来达到自动提取核酸的目的，可以在任何实验室得到应用。 2. 根据提取原理不同划分 1) 采用离心柱法的仪器 离心柱法核酸提取仪主要采用离心机和自动移液装置相结合的方法，通量一般在 1-12 个样本，操作时间和手工提取差不多，并不 能提高实际工作效率，且价格昂贵，不同型号仪器的耗材也不能通用，仅适合经费充足的大型实验室使用。 2) 采用磁珠法的仪器 以磁珠为载体，利用磁珠在高盐低 PH 值下吸附核酸，在低盐高 PH 值下与核酸分离的原理，再通过移动磁珠或转移液体来实现核 酸的整个提取纯化过程。由于其原理的独特性，所以可设计成很多种通量，既可以单管提取，也可以提取 8-96 个样本，且其操作简单 快捷，提取 96 个样本仅需 30-45min，大大提高了实验效率，且成本低廉，因而可以在不同实验室使用，是目前市场上的主流仪器。
常见荧光定量PCR仪汇总
常见荧光定量PCR仪汇总常见的荧光定量PCR仪（Fluorescence Quantitative PCR Instrument）主要有以下几种：1. Applied Biosystems 7500 Fast System：该系统是ABI公司旗下产品之一，具有优秀的性能和稳定性。
其特点包括快速准确的PCR结果、高通量PCR样品处理能力以及灵活的试剂和探针选择。
该系统可应用于基因表达分析、SNP检测、病毒定量等多个领域。
2. Bio-Rad CFX96 Touch System：这个PCR仪是Bio-Rad公司的产品之一，具有高精度的温控技术和可靠的荧光检测系统。
它支持多种共轭染料和探针，可以同时检测多个靶序列，适用于基因表达分析、蛋白质分析和病毒检测等多个应用领域。
3. Roche LightCycler 480 System：这是一款高通量的PCR仪，可同时处理多达384个孔的样品，适用于高通量基因表达分析和蛋白质研究。
该系统具有高分辨率荧光检测和精确的温度控制能力，可提供更准确和一致的PCR结果。
4. Thermo Fisher QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System：该PCR仪具有灵活多样的探针和染料选择，可以满足不同的研究需求。
它具有宽广的检测动态范围和高灵敏度，适用于基因表达分析、SNP分型和病毒定量等多个应用领域。
5. Qiagen Rotor-Gene Q：这是一款高通量PCR仪，可同时处理多达72个样品。
它具有快速高效的PCR扩增速度和精确的荧光检测能力，适用于基因表达分析、基因突变检测和染色体融合分析等多个研究领域。
6. Stratagene Mx3000P/QPCR System：这是Agilent Technologies旗下的产品，具有高精度和稳定性的特点。
它支持多种探针和染料，可以同时检测多个靶序列，适用于基因表达分析、非编码RNA研究和表观遗传学研究等多个领域。
PCR仪
03
PCR仪相关配套仪器设备
仪器设备 PCR仪 荧光定量PCR仪 核酸蛋白分析仪 电炉/微波炉 电泳仪/电泳槽/电泳仪电源 凝胶成像系统 主要用途 用于基因扩增 用于基因扩增与数据分析 用于DNA浓度和纯度的测定 用于琼脂糖凝胶等的加热熔化。 用于PCR扩增后电泳分离纯化 用于电泳结果的观察、分析。 用于克隆基因的筛选、酶切图谱的制作、基因组 中特定基因序列的定性、定量检测和疾病的诊断 等方面。（分子生物学/临床诊断） 用于PCR科隆测序验证、突变体检测、新基因测 序、全基因组测序、系统发育及物种鉴定、个体 识别 亲缘鉴定、SPN关联分析、基因诊断等。 用于实验室废弃物等的灭菌。
01
基础知识
基础知识
一.PCR反应成分（PCR反应体系)：（五要素） 1.模板DNA：含有需要扩增的DNA片段。 2.引物：决定了需要扩增的起始和终止位置。 3.脱氧核糖三磷酸（dNTP）：4种脱氧核糖核酸，用于构造新的互补 链。 4.耐热DNA聚合酶（Taq DNA聚合酶）：复制需要扩增的区域。 5.Mg2+:用于激活DNA聚合酶的活性中心。
基础知识
实验方法：
03
荧光定量PCR仪应用（食品、农业）
基础知识
实验：水稻及其产品中转基因成分实时荧光PCR检测方法 主要仪器： 实时荧光定量PCR仪；天平；冷冻研磨仪；消毒灭菌锅；制冰机；核酸蛋白分析仪； 高速冷冻离心机；台式小型离心机；Mini个人离心机；低温冰箱；旋涡振荡器；金属 浴；微量移液器。 实验流程： 制样
主要用于研究未知DNA退火温度的扩增。在不设置梯 一次性PCR扩增可以设置一系列不同的退火温度 度的情况下亦可当做普通的PCR用。主要：科研机构， 条件(通常12种温度梯度)。 医学临床研究，高等院校，病毒分析，疾控中心等。 主要是应用对细胞或组织内的DNA片段进行原位 扩增分析-即定位分析。无需将细胞破碎提取 主要用于医学临床研究，如癌细胞等。 DNA，细胞内有DNA酶的作用扩增受到一定的影 响，使用不是很普遍。
原子吸收光谱仪对比-科邦实验室-2020.6.23
光电倍增管
火焰气路 控制
内置石墨炉观测系统，为 可选件，成像模糊。
火焰采用氘灯扣背景 280Z 为横向塞曼扣背景，有偏振 镜，光能量损失严重。
火焰采用氘灯背景，石墨炉 为横向塞曼扣背景，有偏振 镜，光能量损失严重。含量 低时塞曼无法检测，只能以 氘灯扣背景进行测量。
全国原子光谱工程师约 30 人 应用工程师约 8 人
全国原子光谱工程师约 30 人 应用工程师约 5 人
铌合金/位置可调/角度可调
全钛/位置可调/角度可调
只有纵向加热
只有纵向加热
横向加热
只有空心阴极灯，测量 As、Se、Hg 时存在困难
≥0.2 Abs
合金/位置不可调/角度不 可调
只有纵向加热
只要是空心阴极 灯就不能用于测 定 As，Se 等元 素或得到较好的 结果。
塞曼扣背景的火 焰法灵敏度最 低。
燃烧头位置和角 度的调整可以扩 展检测线性范 围，得到更好的 检测效果。
横向加热无稳定 梯度，保证石墨 管内的温度均匀 一致。
最大升温 速率
2000℃/s
最高原子 化温度
2600℃
石墨炉自 动进样器 88/148 位
位数
石墨炉电 源
内置直流石墨炉电源
石墨炉观 测
内置彩色高清晰数码摄像机 和摄像光纤，使用方便且无 故障，丝毫不影响主机性 能。
随主机内置在仪器中。
5ppm 铜 ≥1.0 Abs
燃烧头 全钛/位置可调/角度可调
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四种常见PCR仪的区别及运用
PCR扩增仪（俗称PCR仪）
PCR：PCR（聚合酶链式反应）是利用DNA在体外摄氏95°高温时变性会变成单链，低温（经常是60°C左右）时引物与单链按碱基互补配对的原则结合，再调温度至DNA聚合酶最适反应温度（72°C左右），DNA聚合酶沿着磷酸到五碳糖(5'-3')的方向合成互补链。
PCR仪实际就是一个温控设备，能在95℃，55℃，72℃之间很好地进行温度控制。
PCR扩增仪又称为PCR基因扩增仪、PCR核酸扩增仪、聚合酶链反应核酸扩增仪，是利用PCR(Polymerase chain reaction，聚合酶链反应)技术对特定DNA扩增的一种仪器设备，被广泛运用于医学、生物学实验室中，例如用于判断检体中是否会表现某遗传疾病的图谱、传染病的诊断、基因复制以及亲子鉴定等。
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仪，实时荧光定量PCR仪四类。
1). 普通PCR仪（2万以下，赛默飞、伯乐、大龙，艾本德）
一次PCR扩增只能运行一个特定退火温度的PCR仪称作传统PCR仪，也叫普通PCR仪。
如果要做不同的退火温度需要多次运行。
主要是用于简单的、对目的基因退火温度的扩增。
该仪器主要应用于科学研究、教学、医学临床、检验检疫等机构。
如:启步BSW-2P,BSW-3P,BSW-6P-I/II ,ABI 2720型
2). 梯度PCR仪（2万-8万，赛默飞、伯乐、大龙，艾本德）
一次性PCR扩增可以设置一系列不同的退火温度条件（温度梯度，通常有12种
温度梯度）的PCR仪称作梯度PCR仪。
因为被扩增的不同DNA片段，其最适退火温度是不同的，通过设置一系列的梯度退火温度进行扩增，从而一次性PCR 扩增，就可以筛选出表达量高的最适退火温度，进行有效的扩增。
用于研究未知DNA退火温度的扩增，这样节约成本的同时也节约了时间。
梯度PCR仪在不设置梯度的情况下也可以做普通PCR扩增。
主要应用于科研、教学机构。
梯度PCR仪主要用于研究未知DNA退火温度的扩增，这样既节约时间，也节约成本。
在不设置梯度的情况下亦可当做普通的PCR用。
梯度PCR仪多应用于科研、教学机构,检验、检疫等。
如:ABI 9700,ABI Veriti, Bio-Rad T100 PCR仪
3). 原位PCR仪（2-10万，朗基，伯乐，塞斯恩，博日）
用于从细胞内靶DNA的定位分析的细胞内基因扩增仪称作原位PCR仪。
如病源基因在细胞的位置或目的基因在细胞内的作用位置等。
是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所在位置上进行基因扩增。
不但可以检测到靶DNA，又能标出靶序列在细胞内的位置，对于在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重大的实用价值。
主要应用于临床、科研。
原位PCR仪,主要应用于：（1）检测外源性基因片段，提高检出率，集中在病毒感染的检查上，如HIV、HPV、HBV、CMV等；（2）观察病原体在体内分布规律（3）内源性基因片段，如人体的单基因病、重组基因、易位的染色体、Ig的mRNA片段、癌基因片段等。
（4）检测导入基因；（5）遗传病基因检测如β－地中海贫血。
4). 实时荧光定量PCR仪（2-10万，聚创环保，雅睿，伯乐）
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的PCR仪称作荧光定量PCR仪。
其PCR扩增原理和普通PCR仪扩增原理相同，只是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。
把这种PCR仪叫做实时荧光定量PCR仪（qPCR仪）。
荧光定量PCR仪有单通道、双通道和多通道。
当只用一种荧光探针标记的时候，选用单通道，有多荧光标记的时候用多通道。
单通道也可以检测多荧光的标记的目的基因表达产物，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目的基因片段的量。
主要用于医学临床检测、生物医药研发、食品行业、科研院校等机构。
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。
荧光定量检测技术在临床诊断方面很多，主要集中在各种病原体引起疾病的临床诊断，如肝炎类疾病、性病、与优生优育相关的疾病以及肺结核等等。