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qPCR软件主要模块初探-天隆Gentier五机对比调研

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qPCR 仪器软件主要模块初探（天隆 Gentier 96E/R 调研）

2021-03-17 internal调研材料，对比 5 款主流 qPCR 仪器软件的信息架构，为自研 qPCR 软件的需求调研做参考。作者疑似苏州医工所软件组成员（QPCR 用户软件需求调研参考资料之一）。

核心内容：五款仪器软件横向对比

通用检测流程模型

所有软件都遵循 定标（新一批试剂）→ 质控（周期未知）→ 样本检测 的业务流程，界面层面都是 Setup – Run – Analysis 三段式，差异主要在层级是否显式。

各软件信息架构特征

仪器运行平台Setup-Run-Analysis 层级特色
赛默飞 ABI 7500台式电脑较显式（菜单栏+工具栏）经典三段式；实验类型/反应板/温控/物料清单/稀释辅助计算
安捷伦 Mx3000P台式电脑较显式同 ABI 7500 对照分析
伯乐 CFX96台式电脑隐藏式层级仪器属性查看、混合计算器、仪器预约、用户设置
ELITe InGenius嵌入式平板（与仪器一体）隐藏式层级定标/质控是独立前置模块（必须先过定标质控才能测样本）；反应前需配置试剂/Tip架/反应盒；可前置萃取步骤
天隆 Gentier 96E/R嵌入式下位机 + 主控台式电脑新建实验后较显式主控与仪器电脑互传实验文件；高分辨率熔解曲线；运行监控有荧光热图界面

模块清单（从五款软件归纳）

  • 实验设置 Setup：实验类型设置、反应板/反应盘设置、温控步骤设置（阶段→步骤→步骤模式三级编辑）、样本设置（孔位区+样本框+QC失败条件）、反应板登记、实验模板/另存为
  • 运行 Run：开始实验、实时荧光监测图、热学循环图、荧光热图、仪器运行监控、当前反应进度
  • 分析 Analysis：扩增曲线/原始曲线/原始荧光图、标准曲线、融解曲线、绝对定量、相对定量、基因分型、QC 数据、结果筛选导出
  • 结果报告：报告生成、导出
  • 常规功能：文件（新建/保存/读取/打印）、仪器（检索/连接/状态/设置）、设置（视图/用户/偏好/LIS 接口）
  • 定标/质控：定标结果、质控结果（独立模块，Details / View charts / Show runs 三视图）
  • 系统管理（ELITe 最全）：系统设置、偏好、用户管理、反应流程编辑、试剂数据库、模板数据库、系统数据库、软件版本、禁用通道、系统监控

相关实验原理笔记作者自查要点（对软件设计的含义）

  • Ct 值：阈值线（基线期 3-15 循环荧光标准偏差的 10 倍，人为设定）与扩增曲线交点的循环数；只有指数扩增阶段 lg(产物量) 与起始模板量线性相关 → 定量分析只在指数期有效
  • 扩增曲线三阶段：基线期（背景信号）→ 指数期（可定量）→ 平台期（不可定量）
  • 标准曲线法：标准品浓度对数值 vs Ct 的线性关系；扩增效率 E = 10
  • 熔解曲线：仅染料法（SYBR Green I）适用，探针法不适用（探针水解不可逆）；单峰=特异产物，多峰=非特异扩增或引物二聚体；只有完整且特异的反应 Ct 才有效 → 软件需把熔解曲线判峰作为 Ct 有效性的前置校验；展示用 -1 次微分曲线（dF/dT 峰值形式）
  • 实验类型与算法（软件需要实现的计算模式）：
    • 绝对定量：标准曲线法（扩增曲线 + 标准曲线 → 初始拷贝数）
    • 相对定量三法：① ΔCt 基本法 2^ΔCt；② ΔΔCt 法（引入内参基因 NOR，2^-ΔΔCt，假设理想扩增效率 2，误差较大，无需标准曲线）；③ 双标准曲线法（内参与目标基因各自标准曲线求真实扩增效率，E(target)^ΔCt(target) / E(NOR)
    • 定性：基因分型（两条不同荧光素探针识别野生型/变异型，终点荧光散点图分型）、基因有无判定
  • 检出化学：嵌合法（SYBR Green I，结合所有 dsDNA）vs 探针法（序列特异，可多重检测）→ 影响试剂类型配置与溶解曲线功能的可用性

对自研 qPCR 软件的可行动点

  1. 主流商用软件的业务骨架高度一致（Setup-Run-Analysis + 定标/质控前置 + 报告/LIS），自研不必发明新范式
  2. 嵌入式+主控双端架构（天隆式）需要在文件同步、状态同步上设计协议
  3. 荧光热图、混合计算器、仪器预约、稀释辅助计算是差异化体验点
  4. 相对定量三算法的自动选择与效率校验值得做成分析模块的显式选项

关联

关系图谱