基因扩增仪PCR仪测温系统校准规范

《基因扩增仪（PCR仪）测温系统校准规范》

编制说明

《基因扩增仪（PCR仪）测温系统校准规范》起草小组

2017年02月

目录

一、任务来源

二、制定目的和意义

三、基因扩增仪（PCR仪）测温系统生产和使用情况

四、规范起草的技术依据

五、制定规范的主要内容

六、总结

《基因扩增仪（PCR仪）测温系统校准规范》

编制说明

一、任务来源

根据国家质量监督检验检疫总局国质检量函[2014]79号文件《2016年国家计量技术法规文件制定/修订计划》，2016年5月，全国温度计量技术委员会向上海市计量测试技术研究院等单位下达制定《基因扩增仪（PCR仪）测温系统校准规范》任务，完成期限2017年5月。

二、制定目的和意义

基因扩增仪也称聚合酶链式反应仪（以下简称PCR仪），是一种使DNA聚合酶在指定的温度场条件下发生基因复制的仪器。随着生物技术不断发展，PCR 仪的校准需求也随之呈现几何级数增长。

图1 基因扩增仪（PCR仪）测温系统

基因扩增仪测温系统（如图1）是一种外观新型，结构特殊的高精度温度计量器具，主要用作基因扩增仪温度性能校准的标准器，它作为JJF1527-2015《聚合酶链式反应分析仪校准规范》规定的温度计量标准器，国内外技术机构已经广泛使用其开展基因扩增仪的温度校准，目前国内基因扩增仪（PCR仪）测温系统主要用户集中在各大计量技术机构，PCR仪生产厂商，各类生物实验室，医学检验所。作为PCR仪的测温标准器，这些用户对基因扩增仪测温系统的温度量值溯源需求是显而易见的，而基因扩增仪（PCR仪）测温系统本身的量值溯源问题却始终未解决，国内外尚无针对该类测温系统的校准方法。

基因扩增仪测温系统校准方法的研究与制订配合了JJF1527-2015《聚合酶链式反应仪校准规范》和YY/T1173-2010 《聚合酶链反应分析仪》等技术法规的颁布实施，更好的规范了国内基因扩增仪的使用，保障基因扩增仪温度参数评价

的正确性。可以满足国内PCR仪的生产商和用户的质量保障需求；填补了国内此测温领域的技术空白；作为生物安全、医疗安全等领域计量溯源技术研究的重要一环也是《计量发展规划（2013-2020年）》的计量科技基础研究重点项目。

三、基因扩增仪（PCR仪）测温系统生产和使用情况

3.1基因扩增仪（PCR仪）（以下简称PCR仪）概述

Polymerase Chain Reaction (PCR)，中文译为聚合酶链式反应，是一种DNA 的快速扩增技术，其扩增效率之高就象核裂变的“链式反应”那样。PCR技术通过两个短的称为引物的DNA小片段和一种耐热的酶的作用，可以在3个小时内把特定的DNA量提高1000万倍。

聚合酶链式反应分析仪是完成聚合酶链式反应的必备仪器，是微量核酸测量必需的主要设备之一，已经广泛普及到生物学相关的各个实验室，成为了生命科学研究、临床检验、法医检验、血液制品检验、食品微生物检验、动植物物种研究与检验等实验室的必备仪器设备之一。特别是随着定量PCR仪开发和发展，聚合酶链式反应分析仪在临床检验、检验检疫、法医鉴定、进出口商品检验等领域得到了广泛应用，在生命科学领域、食品科学领域、药物研发和生物技术产品开发领域、以及高等院校的检测分析实验室和研究机构中发挥着重要作用。

目前市场上PCR仪的种类总体来说可以分为两大类：定性基因扩增仪（图1-1）和实时荧光定量PCR仪（图1-2）。定性基因扩增仪又衍生出带梯度PCR 功能的梯度PCR仪、和带原位扩增功能的原位PCR仪等等。

无论PCR仪的外形结构和功能产生如何变化，其使用宗旨还是通过热循环的温度变化控制实现DNA的变性和复制[6]。

目前，针对基因扩增仪（PCR仪）的校准规范JJF1527-2015《聚合酶链式反应分析仪校准规范》已于2015年正式颁布实施。

图1-1 基因扩增仪图1-2 实时荧光定量PCR仪

3.2基因扩增仪（PCR仪）测温系统概述

基因扩增仪（PCR仪）测温系统，是一种用于基因扩增仪（PCR仪）实时温度校准的传感系统。通常由多通道测温传感器（测温模块），数据采集模块，数据线，显示器（计算机）组成。

图1基因扩增仪（PCR仪）测温系统示意图

图2基因扩增仪（PCR仪）测温系统实物图

JJF1527-2015聚合酶链式反应仪校准规范中7.2.1温度校准标准装置规定的基因扩增仪测温系统的技术要求如下：测温范围（0~120）℃，测温准确度优于±0.10℃。

目前，基因扩增仪测温系统分为有线系统和无线系统两种。根据PCR仪的不同结构，PCR仪测温系统中的温度传感器数量可能是1，8，9，15，16，96等。有线系统测温准确度通常能达到±（0.10~0.15）℃；无线系统测温准确度通常能达到±0.20℃。

3.3基因扩增仪（PCR仪）测温系统的主要特性

3.3.1基因扩增仪（PCR仪）测温系统特点和应用

1）通常由若干个（通常为16个）精密温度探头（长度为1.5cm左右）、数据采集分析模块,测试校准软件组成。

2）测温准确度高，热响应速度快；

3）传感器结构特殊。作为基因扩增仪的标准器，针对不同构造的基因扩增仪，测温系统温度传感器数量和结构也相应变化。

3.3.2基因扩增仪（PCR仪）测温系统产品主要性能指标

基因扩增仪（PCR仪）测温系统主要计量性能包括：测温范围、温度最大允许误差、温度分辨力。

3.3.2.1基因扩增仪（PCR仪）测温系统的测温范围通常覆盖（30~100）℃，按照JJF1527-2015的技术要求为（0~120）℃。

3.3.2.2基因扩增仪（PCR仪）测温系统的温度最大允许误差指基因扩增仪（PCR 仪）测温系统的多路温度传感器在规定的测温范围内所能达到的允许误差极限。

3.3.2.3基因扩增仪（PCR仪）测温系统的温度分辨力：按照JJF1527的测温仪技术要求规定基因扩增仪（PCR仪）测温系统的测温不确定度0.10，所以系统的温度分辨力应不小于0.01℃。

基因扩增仪（PCR仪）测温系统产品主要性能指标见表1所示

表1-2 基因扩增仪（PCR仪）的温度校准装置主要性能指标