数字PCR也叫DigitalPCR(dPCR),是近几年发展起来的一种核酸定量分析技术。相较于传统荧光定量PCR来说,数字PCR对结果的判定不依赖于扩增曲线循环Ct值,不受扩增效率的影响,能够直接读出DNA的分子个数,能够对起始样本核酸分子***定量。数字PCR基本原理是将一个样本分成几十到几万份,然后再将其分配到不同的反应单元中,使每个微滴单元包含一个或多个拷贝的核酸分子(即DNA模板),每个单元都会对目标分子进行扩增,然后再对每个单元进行荧光信号的统计并计算。相对而言,传统PCR或qPCR反应都是发生于同一体系当中,这也是数字PCR与其比较大的区别。检测数量一次可达96个样品。杭州微流控芯片数字PCR如何选型
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。广州广州永诺数字PCR品牌流式检测,顺序逐一检测每个微滴,无荧光交叉干扰,微滴阴性阳性判读准确。
研究方向基因表达差异研究检测时完全不依赖传统的Ct值即可实现真正意义上的***定量,从而提供了比实时荧光定量PCR更精确的基因差异表达研究,尤其对于那些靶基因表达差异微小的情况:microRNA、lncRNAs等的表达分析、等位基因的不平衡表达、单细胞基因表达分析、Exosome内核酸分子定量分析等。拷贝数变异(CNV)研究微滴化的样品处理及检测,这种摆脱Ct值的计算方法而直接获取目标基因的***拷贝数,为拷贝数变异的研究提供了***的检测精度。是其他诸如二代测序、芯片杂交等平台无法达到的,因此采用数字PCR能够有效对NGS、aCGH的实验结果进行验证,并具有成本低、通量高的特点。
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。线性范围达到6个数量级,灵敏度高达万分之一。
目前数字PCR技术在临床领域已经有着非常***且***地应用,例如在病原微生物检测中的应用:HBV检测、HIV检测、甲型流感病毒检测等;在产前诊断中的应用:13/18/21号染色体三倍体检测、遗传性耳聋检测、地中海贫血检测及优生五项的病毒检测等;在**靶向***相关基因检测中的应用:肺*EGFR基因突变、ALK基因融合检测、结直肠*KRAS、BRAF基因突变检测、乳腺*HER2基因 扩增检测、神经胶质瘤IDH基因突变检测等。以**靶向***相关基因检测为例,在**形成的超早期,会出现**细胞的坏死和凋亡,这些凋亡或坏死的**细胞会释放其DNA进入外周血,因此通过分析循环血液中是否含有**特异的游离DNA就可以达到**早期筛查的目的。然而此时DNA含量极低,对检测的灵敏度和精确性要求极高,目前只有数字PCR技术可以检测出来。另外进行个体化***时,需要对基因组样本进行分析,此时利用数字PCR技术也能**提高结果的可信性,进而建立合理***方案。采用微滴式技术高达100,000个的微滴。苏州MicroDrop-100数字PCR报价
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二代测序辅助建库目前靶向测序建库方法包括扩增子方法,在均相溶液中,当扩增引物增加时,由于扩增引物之间的相互作用,从而影响扩增的效率;如果将其分散到大量微液滴中扩增,将可降低引物间相互作用,提高扩增效率。同时还可以实现对于少量模板的有效扩增,得到更多的有效测序数据。CRISPR-Cas9基因编辑结果验证CRISPR-Cas9技术的发明,是基因编辑技术的一大突破,但如何验证实验是否成功,仍需要高灵敏度的检测方法,数字PCR技术可以满足这一需求。Broad研究所张锋团队发明了以CRISPR为基础的SHERLOCK技术可以对核酸进行高灵敏度的定性检测,但精确定量评估时仍采取了数字PCR进行确认。杭州微流控芯片数字PCR如何选型
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