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慧眼识珠看伯乐CFX connect实时荧光定量PCR仪
伯乐CFX Connect 是继CFX96 Touch之后,在2012年推出的具有三个荧光检测通道的基础型实时荧光定量PCR仪(注:CFX Connect已于2022年5月停产,由新款CFX Duet取代)。它沿用了伯乐荧光信号光学检测单元、PCR热循环反应模块二合一结构设计,可实现在一个循环中进行2重荧光PCR反应(multiplex real-time PCR assay, multiplex quantitative PCR, multiplex qPCR和罗氏 FRET双杂交荧光探针检测。可用于核酸定量(nucleic acid quantification,如SARS-CoV-2感染筛查与诊断)、基因表达水平分析(gene expression analysis)、基因突变检测(如常用的SNP、CNV、QTL)、转基因检测(genetically modified organism,简称GMO,如检测转基因大豆、玉米、棉花等)及PCR扩增产物的特异性验证分析(melt curve analysis、HRM assay)等多种研究应用。
CFX Connect所用的96×0.2mL PCR模块的最大升温降温速度、模块内温度均一性、温度准确度、退火温度梯度优化功能等PCR反应模块关键技术性能,与伯乐CFX96、CFX96 Touch 实时荧光定量PCR系统所用的反应模块保持一致,与AB 7500 Fast(96×0.1mL)、QuantStudio 5(96×0.2mL)和QuantStudio 6 Pro(96×0.2mL)的常用配置一致或接近。
伯乐-AB主流qPCR仪主要技术性能指标对比
品牌 | Bio-Rad | Applied Biosystems(AB) | |||
型号 | CFX Connect | CFX Opus 96 | 7500 Fast | QuantStudio 5 | QuantStudio 6 Pro |
荧光检测通道数 | 2荧光+ FRET | 5荧光+ FRET | 5组藕联通道 | 6组解耦通道 | 5组藕联通道 |
检测灵敏度 | 1拷贝人基因组基因模板 | 1拷贝RNaseP模板 | |||
检测线性动态范围 | 10个数量级 | 9个数量级 | 10个数量级 | ||
PCR样品通量 | 96×0.2mL Low profile(10~30μL) | 96×0.1mL (10~30μL) | 96×0.2mL (10~100μL) | ||
PCR升温速率 | 最快5℃/sec,平均3.3℃/sec | 5.5℃⁄sec | 6.5℃/sec | ||
PCR控温精度 | ±0.2℃(target at 90℃) | ±0.5℃ | ±0.25℃ | ||
PCR温度均一性 | ±0.4℃(10秒内达到90℃ | ±1℃ | ±0.4℃ | ||
退火温度梯度设定 | 8个温度梯度 | 6个温度梯度 | 6个温度梯度 | 3个温度梯度 |
从荧光检测模块类型看,CFX Connect、CFX96、CFX96 Touch和2020年新上市CFX Opus 96,都采用可移动、逐孔扫描的光梭式检测单元。读取荧光信号时,设定的荧光通道由光梭牵引动到每个反应孔中心正上方并短暂悬停,完成荧光激发和反应孔内样品发射荧光信号收集。光梭式检测模式消除了反应孔间的荧光交叉干扰(Cross-talk)和不同反应孔与荧光探头之间的角度和光程差。因此,反应板不同位置的荧光测试信号无需ROX染料校正。这一点,所有CFX系列荧光定量系统相通。
就检测的灵敏度、动态范围、可重复性这些关键性能而言,CFX Connect与CFX Opus 96、7500 Fast、QuantStudio 5、QuantStudio 6 Pro等多荧光通道平台,并无本质差异。
CFX96、CFX96 Touch和CFX Opus 96配置的是6个荧光检测通道(5荧光+1 FRET专用通道),而CFX Connect的检测通道仅3个(2荧光+1 FRET通道)。但高低两种光学配置的CFX系统,都有效支持SYBR Green I染料、TaqMan荧光探针(FAM、VIC、TET、HEX、CAL Fluor、Gold 540、Cal Fluor和Orange 560)、Molecular Beacon探针和1种FRET探针实验应用。对实验者而言,CFX Connect检测通道数量减少,牺牲的是多重实时荧光定量PCR分析中每个循环中可检测靶标的容量(单管内可同时测定的荧光探针标记靶标种数从3-5种降低为2种)。但CFX Connect系统依然可以进行FAM靶标+VIC内参组合这种最常见的双重实时荧光定量分析(duplex qPCR)。而CFX Opus 96、7500 Fast、QuantStudio 5、QuantStudio 6 Pro这类多荧光通道配置平台理论上可胜任三重、四重的多色荧光定量分析任务,这对于临床医学、流行病学中呼吸道、消化道感染性疾病复杂病原菌的快速鉴别固然有利。但众所周知,3重及更多种靶标的多重定量反应实验,反应体系的优化与特异性、灵敏度验证工作十分繁琐和复杂,绝非科研实验等闲事宜(多重实时荧光定量分析的涵义与应用意义和实施方法的问题,可参考《如何用MIQE标准指导多重实时荧光定量PCR实验的流程与验证设计?-上》)。从时间-效率比角度来说,CFX Connect的双重荧光定量分析功能是完全实用、够用的。这一点,目前已有大量实验论文可以证实(可参考《美人首饰侯王印尽是沙中浪底来——牛人用伯乐CFX connect实时荧光定量PCR仪都干了啥?-上》一文)。
退一步说,对于特殊类型研究课题,确需开展单管内多种模板测定分析时,另辟蹊径,引入新型Green核酸染料高分辨率熔解曲线分析技术路线,CFX Duet完成5重以上的多重荧光定量分析也是完全可以实现的。
至于CFX Connect实时荧光定量PCR仪明明配置了3个检测通道数,为何只能进行2色荧光同步检测的问题,可参考《实时荧光定量PCR仪荧光检测通道数量的内涵浅析》一文,在此不作赘述。