要了解为什么传统 PCR 存在限制,务必要了解 PCR 反应过程中发生了什么。基本 PCR 运行可以分为三个阶段:
指数期
每个循环积聚的产物准确加倍(假定 ** 反应效率)。该反应具有高度特异性和精确度。出现指数式扩增,因为所有试剂均新鲜可用,反应的动力学推动反应有利于扩增子加倍。
线性期(高变异性)
随着反应继续,一些试剂因扩增而被消耗。反应开始减缓,并且每个循环的 PCR 产物不再加倍。
平台期(终点:使用传统方法进行凝胶检测)
反应停止,不再产生更多产物,并且如果放置时间够长,PCR 产物将开始降解。因为每个样品具有不同的反应动力学,所以每支试管或每个反应将在不同的时间点进入平台期。在平台期可以看到这些差异。在平台期内,传统 PCR 进行测量,又称为终点检测。 不依赖Ct值,无需标准曲线。杭州JUE对定量数字PCR原理
dPCR的基本原理
目前dPCR主要有两种形式,芯片式和液滴式,但基本原理都是将大量稀释后的核酸溶液分散至芯片的微反应器或微滴中,每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个。这样经过PCR循环之后,有一个核酸分子模板的反应器就会给出荧光信号,没有模板的反应器就没有荧光信号。根据相对比例和反应器的体积,就可以推算出原始溶液的核酸浓度。可以使用几种不同的方法来分配样品,包括微孔板,毛细管,油乳剂和带有核酸结合表面的小型化腔室阵列。样品的分配使人们可以通过假设分子种群遵循泊松分布来估计不同分子的数量,根据泊松分布的原理,反应体系中目标分子的拷贝数可以通过公式A=-ln[(N-X)/N]*N计算,从而解决了多个目标分子存在于单个液滴中的可能性。 常州广州永诺数字PCR解决方案准确度不完全依赖于扩增效率。
在定量PCR时,我们常常纠结一个问题,究竟是相对定量还是***定量呢?如今,你无需纠结了,因为数字PCR(digital PCR)来了。尽管这两种技术有些类似,都是估计起始样品中的核酸量,但它们有一个重要的区别。定量PCR是依靠标准曲线或参照基因来测定核酸量,而数字PCR则让你能够直接数出DNA分子的个数,是对起始样品的***定量。因此特别适用于依靠Ct值不能很好分辨的应用领域:拷贝数变异、突变检测、基因相对表达研究(如等位基因不平衡表达)、二代测序结果验证、miRNA表达分析、单细胞基因表达分析等。
数字PCR可以直接计算目标序列的拷贝数,因此无需依赖于对照样品和标准曲线就可以进行精确的***定量检测;此外,由于数字PCR在进行结果判读时*判断有/无两种扩增状态,因此也不需要检测荧光信号与设定阈值线的交点,完全不依赖于Ct值的鉴定,因此数字PCR的反应受扩增效率的影响**降低,对PCR反应***物的耐受能力**提高;数字PCR实验中标准反应体系分配的过程可以极大程度上降低与目标序列有竞争性作用的背景序列浓度,因此数字PCR技术也特别适合在复杂背景中检测稀有突变。支持多重数字PCR,可选全中文分析软件。
CNV(Copy Number Variations,拷贝数变异)研究需要极高的定量精度以区别不同拷贝数之间的微小差异,测序方法适用于高于30%的变异率检测,而qPCR的比较**辨在1.5倍左右,数字PCR通过直接计数目标基因与参照基因( 拷贝数为1的基因,例如RNaseP) 的数目,计算比值,直接得到目标基因的拷贝数可以达到极高的拷贝数分辨精度。
除此之外,dPCR在病原微生物检测、microRNA研究、基因表达研究、NGS测序文库的***定量、表观遗传学直接相关的DNA甲基化定量检测、ChIP定量鉴定等领域的应用都令人极为期待,而在转基因成分鉴定、分子标准品精确定量、环境样本检测等具体的应用方向上,已经有大量实验数据和结果证明了dPCR技术的优良性能。
数字PCR技术是公认的液体活检领域灵敏度比较好的检测方法。杭州JUE对定量数字PCR原理
单次微滴生成*需2分钟。杭州JUE对定量数字PCR原理
定量PCR和数字PCR的特点:
5. 目前定量PCR已经能实现高通量样品条件下的自动化操作。
6. 数字PCR在单分子层面上的***定量,可以彻底摆脱对标准曲线的依赖而直接给出靶序列的拷贝数,提高了实验结果在批内和批间的稳定性,甚至能用来对标准品进行定标。
7. 基于***定量的方式,数字PCR结果的高重复性和高精度可实现微小差异的基因表达分析,如等位基因的不平衡表达、单细胞基因表达分析、microRNA表达分析等等。所谓“微小差异”的标准一般而言是指表达水平的差异在2倍以内。
8. 同等条件下,数字PCR在灵敏度方面拥有优势,使得该技术已成为**的液态活检、病原微生物检测、转基因成分测定、宿主残留DNA分析等的热门技术。
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