恒溫熒光PCR檢測儀的重復性與準確性是衡量其檢測性能的核心指標,直接決定了檢測結果的可靠性與應用價值,尤其在農業生物安全、臨床診斷等對結果精度要求極高的領域,二者的系統評估是設備驗證和質量控制的關鍵環節。
一、重復性評估:衡量結果的穩定性與一致性
重復性評估旨在驗證同一臺設備(或同一操作者、同一檢測條件)對同一樣本進行多次檢測時,結果的波動程度,核心是排除隨機誤差對檢測結果的影響,常用評估維度和方法如下:
1. 評估指標與判定依據
重復性評估主要圍繞“定量結果的離散度”和“定性結果的一致性”展開。
對于定量檢測(如病原載量測定),核心指標為“變異系數(CV)”,即多次檢測結果的標準差與平均值的比值,通常要求CV值≤5%-10%(具體閾值需結合檢測項目的行業標準,如農業領域病原檢測常要求CV≤8%);若CV值過高,說明恒溫熒光PCR檢測儀在熒光信號采集、溫度控制穩定性或試劑反應重復性上存在偏差。
對于定性檢測(如病原陽性/陰性判定),核心指標為“符合率”,即多次檢測中陽性結果、陰性結果的一致比例,要求符合率達到100%;若出現定性結果不一致(如同一陽性樣本部分檢測為陰性),則需排查設備的熒光閾值設定穩定性或樣本加樣環節的隨機性誤差。
2. 典型評估流程
評估需選取“梯度濃度樣本”和“實際待測樣本”兩類對象,避免單一濃度樣本無法反映設備在不同檢測區間的重復性:
先是恒溫熒光PCR檢測儀已知濃度的標準品(如農業領域常用的病毒質粒標準品,濃度覆蓋檢測下限、線性區間中段、檢測上限),同一標準品重復檢測3-6次(行業常規要求至少3次技術重復,部分嚴格場景需6次),記錄每次檢測的循環閾值(Ct值)或定量結果,計算CV值;其次,選取10-20份實際樣本(如疑似感染病原的畜禽組織樣本、水產養殖水體樣本),對每份樣本進行3次重復檢測,統計定性結果的一致率,同時對陽性樣本的定量結果計算CV值;最后,還需評估“批間重復性”,即不同檢測批次(間隔1-3天,更換新配制的試劑、重新校準設備)對同一樣本的檢測結果差異,避免批次間環境因素(如室溫波動)或試劑穩定性對重復性的干擾。
3. 影響重復性的關鍵因素
設備硬件穩定性:恒溫模塊的溫度均勻性(若模塊內不同孔位溫差>±0.5℃,會導致同一樣本在不同孔位的反應速率差異)、熒光檢測器的靈敏度一致性(如不同通道的信號采集效率差異),是影響重復性的核心硬件因素;
操作規范性:樣本加樣量的準確性(如微量移液器誤差導致的樣本量波動)、試劑混勻程度(未充分混勻會導致反應體系濃度不均)、反應管密封情況(密封不嚴導致蒸發,改變體系濃度)等操作環節,易引入隨機誤差;
試劑質量:PCR試劑中酶的活性穩定性、引物探針的特異性(非特異性擴增會導致熒光信號波動),也會間接影響檢測重復性。
二、準確性評估:衡量結果與真實值的吻合度
準確性評估聚焦于檢測結果與“真值”的接近程度,核心是排除系統誤差(如設備校準偏差、試劑特異性不足),確保結果能真實反映樣本的實際情況,常用評估維度和方法如下:
1. 評估指標與判定依據
準確性評估需結合“定量偏差”和“定性準確性”兩類指標,且需依賴“標準物質”或“參考方法”作為真值參照:
對于定量檢測,核心指標為“相對誤差(RE)”,即(檢測結果平均值-真值)/真值×100%,通常要求RE的絕對值≤10%-15%(如農業領域對病毒載量檢測的RE要求≤12%);若RE超出范圍,說明設備存在系統偏差,需排查溫度校準、熒光標準曲線擬合等環節。
對于定性檢測,核心指標為“靈敏度”“特異性”和“正確判定率”:靈敏度指恒溫熒光PCR檢測儀對真實陽性樣本的檢出率(要求≥95%),特異性指對真實陰性樣本的正確排除率(要求≥95%),正確判定率則是(真陽性數+真陰性數)/總樣本數×100%(要求≥98%);若靈敏度不足,可能導致漏檢(如低濃度病原未檢出),若特異性不足,易出現假陽性(如非目標病原交叉反應)。
2. 典型評估流程
準確性評估需依托“外部標準”或“權威參照”,避免自判自證,常見流程如下:
使用標準物質驗證:選取國家或行業認可的標準物質(如中國獸醫藥品監察所制備的病原核酸標準品,明確標注濃度和定性屬性),用待評估恒溫熒光PCR檢測儀檢測標準物質,將檢測結果與標準物質的真值對比,計算RE(定量)或驗證定性符合情況;例如,用濃度為1000copies/μL 的禽流感病毒標準品檢測,若設備多次檢測的平均值為920-1080copies/μL,即符合準確性要求。
與參考方法比對:選取已驗證的“金標準方法”(如傳統的病毒分離培養法、測序法,或經權威機構認證的實時熒光PCR方法)作為參考,對20-50份實際樣本(涵蓋陽性、陰性、弱陽性樣本)分別用待評估恒溫熒光PCR檢測儀和參考方法檢測,統計兩種方法的定性符合率和定量結果的相關性(如Pearson相關系數≥0.95);例如,在農業動物疫病檢測中,若待評估設備與病毒分離培養法的陽性符合率≥98%、陰性符合率≥98%,則說明準確性達標。
參與實驗室間比對:將待評估恒溫熒光PCR檢測儀送至第三方檢測機構,參與實驗室間比對試驗(如農業農村部組織的“動物病原檢測能力驗證計劃”),通過與多家實驗室的檢測結果對比,評估設備在行業內的準確性水平;若設備檢測結果處于所有實驗室結果的“可接受范圍”(如Z值≤2),則證明其準確性符合行業要求。
3. 影響準確性的關鍵因素
設備校準狀態:恒溫模塊的溫度校準偏差(如設定溫度為63℃,實際溫度為65℃,會導致引物退火效率異常,影響擴增效率)、熒光檢測器的靈敏度校準(如未用熒光標準品校準,導致熒光信號定量不準),是導致系統誤差的主要硬件因素;
試劑特異性與擴增效率:引物探針與非目標序列的交叉反應(如檢測豬瘟病毒時與其他瘟病毒交叉結合)會導致假陽性,PCR擴增效率偏離90%-110%(理想范圍)會導致定量結果偏差;
樣本基質干擾:實際樣本中的雜質(如畜禽組織中的蛋白質、核酸酶,水產樣本中的腐殖酸)可能抑制PCR反應,導致低濃度陽性樣本漏檢,影響準確性,因此評估時需包含實際基質樣本,而非僅用純核酸樣本。
三、評估后的驗證與改進
完成重復性與準確性評估后,需根據結果進行驗證和優化:若兩項指標均達標,恒溫熒光PCR檢測儀可投入實際使用,并定期(如每3-6個月)進行重復性和準確性的復核(如用標準品抽檢);若指標不達標,需針對性改進 —— 重復性差則優先排查設備硬件穩定性和操作規范,準確性差則優先校準設備、優化試劑或驗證樣本前處理方法,確保設備始終處于可靠的檢測狀態。
本文來源于深圳市芬析儀器制造有限公司http://www.zhaolinux.com/