微生物組研究利器：CFX Opus Deepwell實時PCR系統的高通量檢測方案

內容簡介：
本文重點介紹Bio-Rad CFX Opus Deepwell實時PCR系統在微生物組（Microbiome）研究中的價值。文章詳細闡述了其96孔深孔板設計如何適配直接來自糞便、土壤等復雜樣本的粗提核酸，并避免交叉污染。同時，深入分析了其溫控均一性、光學檢測靈敏度對于準確定量復雜菌群中低豐度微生物的重要性，并結合16S rRNA基因擴增子測序的驗證需求，探討了其在高通量qPCR絕對定量、菌群載量評估和快速病原體篩查中的應用策略。

正文：

微生物組學的研究重心正從物種組成的“誰在那里"逐漸轉向功能活性的“他們在做什么"以及絕對數量的“他們有多少"。盡管下一代測序（NGS）技術，如16S rRNA基因測序和宏基因組測序，能夠詳盡地揭示群落的物種構成和功能基因潛力，但其本質是一種相對定量技術。其結果無法告訴我們樣本中微生物的總負載量，也無法準確比較不同樣本間特定物種的絕對數量變化。實時熒光定量PCR（qPCR）技術，憑借其快速、靈敏和絕對定量的能力，成為彌補NGS這一不足、并與之形成互補的關鍵技術。Bio-Rad的CFX Opus Deepwell實時PCR系統，以其高通量深孔板設計和性能，為微生物組研究的定量環節提供了 optimized 解決方案。

微生物組樣本，如糞便、土壤、水樣等，其核酸提取物往往成分復雜，含有大量PCR抑制劑（如腐殖酸、膽汁鹽、多糖等），且濃度差異巨大。傳統的低容量qPCR板（通常反應體積為20-25µL）在處理此類樣本時，容易因樣本濃度過高而需要多次稀釋，引入誤差；且小孔間容易產生交叉污染和氣溶膠。CFX Opus Deepwell系統專為使用96孔深孔板（工作體積可達50µL）而設計，這一設計帶來了多重優勢：首先，更大的反應體積允許研究人員直接加入更高體積的未經稀釋或低度稀釋的粗提核酸，從而檢測到低豐度的目標，并更好地耐受抑制劑；其次，深孔設計顯著降低了孔間交叉污染的風險，提高了結果的可靠性，這對于高度多元的微生物組樣本至關重要。

系統的核心性能——溫控均一性和光學檢測靈敏度，直接決定了qPCR定量的準確性。CFX Opus系統采用了先進的Peltier溫控技術和精確的光學系統，保證了96個孔在整個擴增過程中溫度的高度均一性（孔間溫差<0.2°C）。這意味著所有反應孔的擴增效率高度一致，從而使得Ct值的比較具有意義，獲得的定量結果真實可靠。其高靈敏度的光學系統能夠清晰分辨微弱的熒光信號變化，對于低拷貝數模板（如樣本中稀有的病原菌或功能基因）的檢測能力更強，準確定量的線性范圍更寬。

在具體應用中，CFX Opus Deepwell系統在微生物組研究中扮演著多個關鍵角色：