Thermo Fisher熱循環儀與實時熒光PCR儀的區別與應用解析

聚合酶鏈式反應（PCR）作為分子生物學的基礎技術之一，已經從基礎擴增發展出更高級的實時熒光定量PCR（qPCR）。而賽默飛（Thermo Fisher Scientific）作為PCR技術的設備制造商，其旗下的**熱循環儀系列（如ProFlex、SimpliAmp）與實時熒光PCR系統（如QuantStudio系列）**在全球范圍內廣泛應用。

雖然它們都以“PCR”為核心，但在功能定位、檢測方式、硬件配置和應用目的上存在顯著區別。本文將圍繞這兩類儀器的不同，從技術角度展開解析，并為實驗選型提供參考建議。

一、概念與原理差異

1. 熱循環儀（Thermal Cycler）

熱循環儀，也被稱為“PCR儀”，是用于擴增DNA模板的設備。其工作原理是通過反復加熱與降溫，實現DNA模板的變性、退火和延伸，最終形成成千上萬倍的DNA片段。

• 主要功能：精確控制溫度循環，使PCR反應體系進行擴增。

• 檢測方式：不帶檢測功能，需擴增完成后使用凝膠電泳等方法進行檢測。

2. 實時熒光定量PCR儀（Real-Time PCR / qPCR）

實時熒光PCR儀在傳統PCR的基礎上集成了熒光檢測模塊，可在每個循環結束后通過檢測熒光信號強度，實時監測產物的擴增情況，實現定量分析。

• 主要功能：擴增+定量+分析，可得出Ct值、擴增曲線等數據。

• 檢測方式：通過熒光染料或探針檢測擴增產物的數量。

二、硬件結構對比

三、功能與用途比較

熱循環儀主要功能：

• 基因擴增

• 載體構建（如限制性酶切連接）

• 突變引入

• RT-PCR第一步逆轉錄

• 梯度PCR優化反應體系

實時熒光PCR儀主要功能：

• 基因表達定量分析（qPCR）

• 微生物/病原體定量檢測

• 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）

簡而言之：熱循環儀偏向“擴增”，而實時熒光PCR偏向“定量分析”。

四、具體產品介紹與差異

1. 熱循環儀代表產品：ProFlex™ PCR系統

• 模塊可更換（3×32、96孔、384孔）

• 支持梯度PCR

• 無熒光檢測系統

• 彩色觸控屏幕，操作簡潔

• 程序可存儲與USB導出

適合日常分子克隆、常規DNA擴增、PCR條件優化等。

2. 實時熒光PCR代表產品：QuantStudio™系列

常見型號：

• QuantStudio 3/5：適合科研初級用戶，96孔設計

• QuantStudio 6/7 Flex：中高通量，支持96/384孔模塊轉換

• QuantStudio 12K Flex：超高通量，支持OpenArray平臺

核心特征：

• 多通道熒光檢測（FAM、VIC、ROX等）

• 可實時生成擴增曲線、溶解曲線

• 支持標準曲線法、ΔΔCt法進行定量分析

• 軟件分析功能豐富，可輸出報告、熱圖、分型圖等

適合基因表達分析、臨床研究、病原檢測和基因分型等高要求實驗。

五、軟件與數據處理差異

熱循環儀軟件特點：

• 著重程序編排與管理

• 僅提供控溫和運行日志

• 無數據分析模塊

實時熒光PCR軟件特點：

• 包含實驗設計、數據采集、擴增曲線分析等功能

• 可設置標準品濃度生成標準曲線

• 支持樣本定量、分型判定、熔解曲線分析等

實時熒光PCR的軟件功能更全面，處理的數據量也更大，需要一定的培訓基礎。

六、實驗應用差異化舉例

七、實驗室選型建議

八、常見誤區澄清

• 實時熒光PCR儀不是“版”熱循環儀，它們工作目標不同，一個側重擴增，一個側重實時檢測和數據分析。

• 熱循環儀無法進行定量分析，需后續用電泳或其他分析手段才能判斷擴增效果。

• 實時熒光PCR設備雖然價格較高，但在病毒檢測、基因表達分析等場景中不可替代。

九、結語

賽默飛熱循環儀和實時熒光PCR儀是分子實驗室中各司其職的工具。前者是PCR技術的基礎設備，后者則是在其基礎上擴展出的數據分析平臺。選擇哪一種設備，應基于實驗目的、預算、操作人員的技能水平等綜合考慮。

對于基礎DNA擴增實驗，熱循環儀即可滿足；而涉及基因定量、分型分析等高級實驗，則必須依賴實時熒光PCR系統完成。