Optris红外热像仪对DNA 样本扩增三相 PCR 循环中的温度监测应用案例

Optris 红外热像仪厂家案例介绍利用 Optris PI 450i 红外热像仪对 DNA 样本扩增进行非接触式温度监测的解决方案。该系统可在 PCR 变性、退火、延伸三相循环中，同时监控 90 个样本的温度，确保无接触、无污染，并通过实时数据分析防止过热，保障实验准确性与样本完整性。

在分子生物学研究与制药领域，聚合酶链式反应（PCR）是 DNA 样本扩增的核心技术。然而，PCR 过程对温度的精确控制有着极高的要求，任何微小的偏差都可能导致实验失败。为了在保证样本零污染的前提下实现高效、精准的温度监控，引入先进的非接触式红外热成像技术成为了关键的解决方案。

PCR 扩增中的温度控制挑战

DNA 样本扩增依赖于变性、退火和延伸三个阶段的循环。每个阶段都需要特定的温度环境：

- 变性阶段：温度需维持在 94°C 至 96°C，以分离双链 DNA。

- 退火阶段：温度降至 50°C 至 65°C，使引物结合。

- 延伸阶段：温度约为 72°C，由 DNA 聚合酶催化合成。

传统的接触式测温方法存在极大的污染风险，一旦接触样本，样本即报废。因此，科研机构急需一种能够快速、非接触地测量大量样本，并能实时反馈以控制加热过程的解决方案。

解决方案：Optris PI 450i 红外热成像系统

针对上述挑战，采用了 Optris PI 450i 红外热像仪配合 PIX Connect 分析软件的非接触式监测方案。该方案通过以下核心优势解决了 PCR 过程中的痛点：

1. 非接触式高通量监测

热像仪安装在样本上方，无需物理接触即可同时监测多达 90 个样本。这彻底杜绝了交叉污染的风险，确保了珍贵 DNA 样本的完整性。

2. 卓越的辐射测量精度

不同于普通的消费级热像仪，PI 450i 具备真正的辐射测量功能。它拥有 382 x 288 像素的高光学分辨率和 40 mK 的极高热灵敏度，能够精确捕捉每个像素的温度读数。这意味着即使是微小的温度异常或过热样本，也能被迅速识别。

3. 实时过程控制与自动化

系统通过 USB 或 GigE 接口连接至 PC，利用 PIX Connect 软件实时记录三相循环的温度曲线。一旦检测到临界温度，系统可立即触发警报并调节加热过程。此外，通过 SDK 和过程接口，该方案可轻松集成到现有的自动化实验室系统中，实现无人值守的自主操作。

应用价值

通过引入 PI 450i 红外热像仪，研究人员不仅实现了对 PCR 循环温度的精确监控，还大幅提升了实验的可靠性和效率。其 80 Hz 的测量速度确保了在高速应用中也能捕获高质量的热图像，为生物医学研究提供了坚实的数据支持。