美格基因，发现微生物之美，欢迎来到美格基因云课堂科普微讲课之高通量qPCR芯片产品介绍！接下来，让我们一起走进高通量qPCR芯片的世界吧。
产品简介：高通量qPCR芯片是美格基因与中国科学院城市环境研究所朱永官院士团队深度合作，隆重推出的一款基因芯片检测服务。可对功能基因进行相对和绝对定量，拓展了群落微生物功能基因研究的新的思路。
芯片检测原理：传统的荧光定量PCR（qPCR）可实时对样本中的特定基因进行相对/绝对定量分析，因此常用于关键基因的检测和组学数据的验证，但通量低、操作繁琐和实验成本高的传统qPCR已经难以满足研究人员日益复杂的需求。而高通量qPCR芯片产品正好弥补了传统qPCR检测的不足。
那高通量qPCR芯片是一款什么样的产品，它是如何弥补传统qPCR检测的不足的呢？
首先，它是针对所研究的目标基因设计对应的qPCR引物，然后将其包装至薄层金属合金纳米芯片孔中，得到高通量qPCR芯片。基于SmartChipReal-TimePCRSystem，同时搭载了高通量自动微量加样和基因定量分析平台，可一次性高速完成个qPCR反应，同时检测数百个目标基因，实现对目标基因高通量、高精确性和高灵敏度地实时定量检测。
所以高通量qPCR芯片本质其实就是荧光定量PCR，只是将荧光定量PCR反应集成在具有个孔的芯片上。
图1.芯片检测平台参数
芯片原理：荧光定量PCR
芯片孔：个
加样平台：SmartChipMultisampleNanodispenser
检测平台：SmartChipCycler
定量平台：荧光定量PCR仪（Roche，LightCyclerll）
芯片检测流程：高通量qPCR芯片原理是什么呢，我们看到这个检测流程图。首先在获取原始实验样本进行提取质检合格之后，将DNA样品和qPCR所用的试剂添加至孔板作为样品板，同时将引物和qPCR所用试剂添加至另一孔板作为引物板。采用高通量自动微量加样设备（构建纳升级反应体系）分别将样品板和引物板试剂添加至高通量qPCR芯片的微孔中，在SmartChipReal-TimePCRCycler中进行qPCR反应及荧光信号检测，并自动生成扩增曲线和溶解曲线。可应用于基因表达和基因分型。
图2.高通量qPCR芯片检测流程产品分类：目前美格基因高通量qPCR芯片共有3款产品分别是：（1）抗生素抗性基因芯片，目的基因引物数有个，可对多种抗性基因的同时定量检测；（2）碳氮磷硫功能基因芯片，目的基因引物数有71个，可对微生物参与碳氮磷硫元素代谢功能相关基因的同时定量检测；（3）砷功能基因芯片，它检测目的基因引物数有79个，可对砷相关基因的同时定量检测；
高通量qPCR芯片检测服务，主要的应用如下：
（1）分析：用于分析功能基因组成、丰度变化和差异情况，解释科学问题，作为管理措施的制定依据。
（2）关联多组学：用于与组学数据进行关联分析，如相关性系数、网络图和通路图分析等。
（3）验证：用于与组学数据进行相互验证，提高研究可靠性的同时提高文章档次。
实验流程介绍：高通量qPCR芯片实验流程主要包括这四个部分。
（1）样品收集：接收原始样本和DNA样本，样本类型主要为各种环境样本，例如水体（湖泊、海洋、污水、地下水等）、土壤、植物、沉积物、粪便、气溶胶颗粒等样品。
（2）核酸提取：获得原始实验样品后，对样本中的微生物总DNA进行提取，再对DNA总量及纯度进行检测。
（3）qPCR芯片反应：检测合格后将DNA样品和qPCR所用的试剂添加至孔板作为样品板，同时将引物和qPCR所用的试剂添加至另一孔板作为引物板。采用高通量自动微量加样设备分别将样品板和引物板试剂添加至高通量qPCR芯片的纳米孔中，在SmartChipReal-TimePCRSystem中进行qPCR反应及荧光信号检测，并自动生成扩增曲线和溶解曲线。
（4）数据处理：对下机后的数据进行质控，质控合格后，进行生信分析。
分析内容介绍
我们可以看到这个流程图，高通量qPCR芯片检测分析主要包括：原始数据质控、基因检测统计、相对定量统计分析、绝对定量分析和组间比较分析等。涵盖了组学分析中常见的Venn分析、PCA分析、热图分析和相关性分析等。
图3.高通量qPCR芯片检测分析内容同时高通量qPCR芯片可进行结合多组学的个性化分析，如微生物多样性进行分析，寻找关键菌群，研究关键菌群对功能基因的相关性。高通量qPCR芯片多组学联合分析参考文献如下：
（1）微生物多样性+碳氮磷硫功能基因芯片
FanK,Delgado-BaquerizoM,GuoX,etal.Biodiversityofkey-stonephylotypesdeterminescropproductionina4-decadefertilizationexperiment[J].TheISMEjournal,,15(2):-.
（2）微生物多样性+抗生素抗性基因芯片
ZhuYG,ZhaoYI,LiB,etal.Continental-scalepollutionofestuarieswithantibioticresistancegenes[J].Naturemicrobiology,,2(4):1-7.
产品优势：相较于宏基因组而言，高通量qPCR芯片具有以下几个优势。
1、检测通量高：数百个目标基因可同时检测，快速获知检测结果和定量信息
2、特异性高：根据文献与数据库挑选的引物经过反复试验，最终获得的特异性引物可灵敏地与目标基因结合
3、样品用量低：自动化液体分样平台构建纳升级别反应体系，大幅度降低样本与试剂用量
4、绝对定量：根据检测到的16SrRNA绝对定量信息，轻松换算所有基因的绝对定量信息
5、性价比高：更低的成本检测更多的基因，省心省事，快捷方便
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