微生物组研究利器：CFX Opus Deepwell实时PCR系统的高通量检测方案

微生物组研究利器：CFX Opus Deepwell实时PCR系统的高通量检测方案

内容简介：
本文重点介绍Bio-Rad CFX Opus Deepwell实时PCR系统在微生物组（Microbiome）研究中的价值。文章详细阐述了其96孔深孔板设计如何适配直接来自粪便、土壤等复杂样本的粗提核酸，并避免交叉污染。同时，深入分析了其温控均一性、光学检测灵敏度对于准确定量复杂菌群中低丰度微生物的重要性，并结合16S rRNA基因扩增子测序的验证需求，探讨了其在高通量qPCR绝对定量、菌群载量评估和快速病原体筛查中的应用策略。

正文：

微生物组学的研究重心正从物种组成的“谁在那里"逐渐转向功能活性的“他们在做什么"以及绝对数量的“他们有多少"。尽管下一代测序（NGS）技术，如16S rRNA基因测序和宏基因组测序，能够详尽地揭示群落的物种构成和功能基因潜力，但其本质是一种相对定量技术。其结果无法告诉我们样本中微生物的总负载量，也无法准确比较不同样本间特定物种的绝对数量变化。实时荧光定量PCR（qPCR）技术，凭借其快速、灵敏和绝对定量的能力，成为弥补NGS这一不足、并与之形成互补的关键技术。Bio-Rad的CFX Opus Deepwell实时PCR系统，以其高通量深孔板设计和性能，为微生物组研究的定量环节提供了 optimized 解决方案。

微生物组样本，如粪便、土壤、水样等，其核酸提取物往往成分复杂，含有大量PCR抑制剂（如腐殖酸、胆汁盐、多糖等），且浓度差异巨大。传统的低容量qPCR板（通常反应体积为20-25µL）在处理此类样本时，容易因样本浓度过高而需要多次稀释，引入误差；且小孔间容易产生交叉污染和气溶胶。CFX Opus Deepwell系统专为使用96孔深孔板（工作体积可达50µL）而设计，这一设计带来了多重优势：首先，更大的反应体积允许研究人员直接加入更高体积的未经稀释或低度稀释的粗提核酸，从而检测到低丰度的目标，并更好地耐受抑制剂；其次，深孔设计显著降低了孔间交叉污染的风险，提高了结果的可靠性，这对于高度多元的微生物组样本至关重要。

系统的核心性能——温控均一性和光学检测灵敏度，直接决定了qPCR定量的准确性。CFX Opus系统采用了先进的Peltier温控技术和精确的光学系统，保证了96个孔在整个扩增过程中温度的高度均一性（孔间温差<0.2°C）。这意味着所有反应孔的扩增效率高度一致，从而使得Ct值的比较具有意义，获得的定量结果真实可靠。其高灵敏度的光学系统能够清晰分辨微弱的荧光信号变化，对于低拷贝数模板（如样本中稀有的病原菌或功能基因）的检测能力更强，准确定量的线性范围更宽。

在具体应用中，CFX Opus Deepwell系统在微生物组研究中扮演着多个关键角色：