在生命科学与医学领域，对核酸分子进行精准定量分析是众多研究和临床诊断的关键环节。博清生物科技（南京）有限公司研发生产的荧光定量PCR仪凭借其独特的技术原理，成为实现这一目标的核心工具。下面，将从基础技术到实现方式，全方位解析荧光定量PCR仪的工作原理。

一、聚合酶链式反应（PCR）：定量分析的基石

聚合酶链式反应（PCR）是荧光定量PCR仪运行的基础，它能在体外模拟细胞内DNA复制过程，实现特定DNA片段的快速扩增。PCR反应以温度变化为驱动，通过不断循环“变性-退火-延伸”三个步骤，使目的DNA片段呈指数级增长。

在变性阶段，反应体系被加热至约95℃，高温破坏DNA双链间的氢键，使双链DNA解旋成为两条单链，为后续引物结合和新链合成提供模板。退火过程中，温度降至55-65℃，根据目的基因设计的特异性引物，凭借碱基互补配对原则，与单链DNA模板的特定区域结合。最后，当温度上升到72℃左右，DNA聚合酶发挥作用，以四种脱氧核糖核苷三磷酸（dNTP）为原料，从引物的3’端开始，沿着模板DNA链合成新的互补DNA链，完成一次PCR循环。随着循环次数增加，目的DNA片段数量以2ⁿ（n为循环次数）的速度增长，原本极微量的目标DNA可被扩增至上百万倍，从而便于后续检测分析。

二、荧光定量技术：实现实时监测的关键

博清生物科技（南京）有限公司研发生产的荧光定量PCR技术是在常规PCR基础上，引入荧光检测系统，通过检测PCR过程中荧光信号的变化，实现对PCR产物的实时定量分析。目前，常用的荧光定量方法主要有荧光染料法和荧光探针法，二者从不同机制实现对PCR产物的精准监测。

（一）荧光染料法

SYBR Green是荧光染料法中最具代表性的荧光染料，它能够非特异性地与双链DNA的小沟区域结合。在PCR反应开始前，SYBR Green处于游离状态，几乎不发出荧光。随着PCR扩增进行，双链DNA产物不断生成，SYBR Green染料分子嵌入双链DNA小沟，形成染料-DNA复合物，该复合物在激发光作用下可发出荧光，且荧光强度与双链DNA的数量成正比。通过实时监测荧光信号强度，就能直观反映PCR反应进程中产物的积累情况。当反应结束后，根据标准曲线，即可推算出样品中初始模板DNA的含量。这种方法操作简便、成本较低，适用于对多种DNA模板的快速定量检测，但由于其对所有双链DNA均有结合作用，容易受到引物二聚体等非特异性扩增产物的干扰。

（二）荧光探针法

以TaqMan探针为代表的荧光探针法，实现了对目标DNA片段的特异性检测。TaqMan探针是一段长度为18-24个碱基的寡核苷酸序列，其5’端标记有荧光报告基团（如FAM），3’端标记有荧光淬灭基团（如TAMRA）。在PCR反应体系中，当探针保持完整时，由于报告基团和淬灭基团距离较近，报告基团发射的荧光信号会被淬灭基团吸收，检测系统无法检测到荧光。在PCR扩增过程中，当引物与模板结合并开始延伸时，Taq DNA聚合酶的5’-3’核酸外切酶活性发挥作用，将与模板互补结合的TaqMan探针逐步酶切降解，使报告基团与淬灭基团分离。此时，报告基团不再受淬灭基团的影响，在激发光照射下能够发射出可被检测系统捕捉的荧光信号。随着PCR产物不断增加，被切割的探针数量增多，荧光信号强度也随之增强，通过检测荧光信号的变化，就能实现对目标DNA的定量分析。这种方法特异性强，可有效避免非特异性扩增的干扰，尤其适用于复杂样本中低丰度目标基因的检测，但探针设计和合成成本相对较高。

三、荧光定量PCR仪的硬件支撑

博清生物科技（南京）有限公司研发生产的荧光定量PCR仪的精准工作离不开其精密的硬件系统，主要包括热循环系统和荧光检测系统。热循环系统负责实现PCR反应所需的温度循环，多采用半导体加热制冷技术，可快速、精准地控制反应温度，确保每个循环中变性、退火、延伸步骤的温度条件稳定，为PCR反应提供可靠的环境。荧光检测系统则是实现荧光定量的核心，由荧光激发部件、光信号传输部件、荧光检测部件和控制系统组成。荧光激发部件通常采用稳定的LED光源，为荧光物质提供激发光；光信号传输部件利用耐高温的导光光纤，高效传输荧光信号；荧光检测部件配备高灵敏度的光电传感器，能够精准捕捉微弱的荧光信号，并将其转化为电信号，再经控制系统处理后，以数据形式呈现，实现对 PCR 反应过程中荧光信号的实时监测与记录。

博清生物科技（南京）有限公司研发生产的荧光定量PCR仪通过聚合酶链式反应实现目标DNA的扩增，借助荧光染料法或荧光探针法实现对PCR产物的实时荧光监测，再依靠精密的硬件系统确保反应和检测的准确性，最终实现对核酸样本的精准定量分析，为生命科学研究和医学诊断提供了强大且可靠的技术支持。