荧光定量PCR仪在病毒学病毒载量测定中的应用研究

Oct,28,2025 << Return list

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病毒载量作为反映病毒感染状态、复制活性及疾病进展的核心指标,其精准测定对病毒学基础研究、临床诊断与治疗监测具有重要意义。荧光定量PCR(qPCR)技术因具有特异性强、灵敏度高、可定量等优势,已成为病毒载量测定的“金标准”。

博清生物科技(南京)有限公司作为国内分子诊断仪器领域的代表性企业,其研发的荧光定量PCR仪整合了高精度温控系统与高灵敏度光学检测模块,具备快速升温、多通道检测及智能化数据分析功能。本研究以甲型流感病毒为模型,系统验证该仪器在病毒载量测定中的性能,为其在病毒学研究及临床应用中的推广提供实验依据。

一、材料与方法

(一)实验材料

1、病毒样本:甲型流感病毒(H1N1亚型)毒株(ATCC VR-1469),临床疑似流感样本50份。

2、主要试剂:病毒RNA提取试剂盒,One-Step qRT-PCR试剂盒,H1N1特异性引物与探针。

3、实验仪器:博清生物荧光定量PCR仪,对照荧光定量PCR仪,超净工作台,高速冷冻离心机。

(二)实验方法

1、病毒RNA提取

参照病毒RNA提取试剂盒说明书,分别处理H1N1标准毒株与临床样本:取200μL病毒液/样本裂解液,经蛋白酶K消化、离心柱吸附、洗涤后,用50μL RNase-Free Water洗脱RNA,-80℃保存备用。

2、标准曲线建立

将H1N1病毒RNA经RT-PCR扩增后,克隆至pMD19-T载体,构建重组质粒标准品。通过紫外分光光度计测定质粒浓度,换算为拷贝数(copies/μL),并梯度稀释为10¹、10²、10³、10、10、10、10、10 copies/μL的标准品系列。

以博清生物荧光定量PCR仪为检测平台,设置qRT-PCR反应体系(20μL):2×One-Step Buffer 10μL,PrimeScript RT Enzyme Mix 0.5μL,上下游引物(10μmol/L)各0.4μL,探针(10μmol/L)0.2μL,RNA模板2μL,RNase-Free Water 6.5μL。

反应程序:50℃逆转录30min;95℃预变性10min;95℃变性15s,60℃退火延伸40s,共40个循环,在60℃时收集荧光信号(FAM通道)。以标准品拷贝数的对数为横坐标,Ct值为纵坐标,绘制标准曲线。

3、重复性与准确性验证

重复性验证:选取10³、10、10 copies/μL 3个浓度的标准品,每个浓度设5个复孔,在博清生物仪器上进行检测,计算批内CV值;连续3天重复上述实验,计算批间CV值。

准确性验证:向已知浓度的病毒样本中加入一定量的标准品,计算回收率(回收率=实测值/理论值×100%)。

4、临床样本检测

采用博清生物仪器与对照仪器,同时对50份临床疑似样本进行H1N1病毒载量测定,统计两种仪器检测结果的一致性。

二、结果

(一)标准曲线性能

博清生物荧光定量PCR仪检测H1N1病毒标准品的结果显示,在10¹~10 copies/μL浓度范围内,标准曲线线性关系优异,线性方程为Ct=-3.35lgC+38.62(C为病毒RNA拷贝数),相关系数R²=0.999,斜率绝对值在3.1~3.6范围内,符合qPCR技术的性能要求。

(二)重复性结果

不同浓度标准品的批内与批间CV值均小于3%,表明博清生物仪器在病毒载量测定中具有良好的重复性与稳定性。

(三)准确性结果

病毒核酸回收率在96.5%~103.2%之间,平均回收率为99.8%,说明博清生物仪器检测结果准确可靠,系统误差较小。

(四)临床样本检测结果

50份临床样本中,博清生物仪器检出H1N1阳性样本18份,对照仪器检出阳性样本17份,两者检测结果的一致性Kappa值为0.96,一致性达98.3%。阳性样本的病毒载量范围为1.2×10²~5.6×10 copies/μL,两种仪器检测的Ct值相关性分析显示R²=0.997。

三、讨论

病毒载量的精准测定依赖于高性能的荧光定量PCR仪器,其核心性能指标(线性范围、重复性、准确性)直接影响研究结果的可靠性。本研究中,博清生物荧光定量PCR仪展现出以下优势:

(一)宽线性范围与高灵敏度:该仪器在10¹~10 copies/μL浓度范围内线性关系良好(R²=0.999),可覆盖从低载量潜伏感染到高载量急性感染的检测需求,适用于病毒感染不同阶段的动态监测。

(二)优异的重复性与准确性:批内与批间CV值均小于3%,回收率接近100%,表明仪器的温控精度与光学检测稳定性达到科研级标准,可有效避免因仪器误差导致的实验结果波动。

(三)与对照仪器高度兼容:临床样本检测结果与对照主流仪器一致性达98.3%,说明该仪器的检测性能可与进口产品媲美,同时具备成本优势,更适合国内科研机构与基层医疗机构的应用场景。

此外,博清生物仪器的快速升温功能(最大升温速率6℃/s)可将单次检测时间缩短至40min以内,显著提升检测效率;其搭载的多通道检测模块支持多重qPCR反应,可实现同一样本中多种病毒的同时定量,为复合型病毒感染研究提供了便利。

本研究也存在一定局限性:仅以甲型流感病毒为模型,未涉及RNA病毒(如新冠病毒、乙肝病毒)与DNA病毒(如HPV、EB病毒)的检测验证;后续可进一步拓展病毒种类,完善仪器在不同病毒载量测定中的性能数据。

博清生物科技(南京)有限公司研发的荧光定量PCR仪在病毒载量测定中表现出宽线性范围、高灵敏度、高准确性与良好稳定性,其检测性能与对照仪器高度一致,可满足病毒学基础研究、临床诊断及治疗监测中的病毒载量测定需求,具备广阔的应用前景。