数字PCR的引物和探针设计规则同荧光定量PCR是类似的,具体规则如下:1、查找和选择目标序列设计引物和探针的第一步是得到感兴趣基因的核酸序列。找到基因保守区域:基因的保守区域是指来自同一属/种/亚型的、在某个基因上碱基序列差别很小或没有差别的区域。根据需要,使用ClustalX或ClustalW等软件对齐属于同一属/种/亚型的基因的一组序列,在对齐序列的保守区域设计引物,并确保引物结合位点处的保守序列与其它非待检测的属/种/亚型的碱基序列具有较大的差异。扩增产物长度(AmpliconLength):可在75-200bp之间(产物长度=下游引物位置-上游引物位置+1)。3D数字PCR是基于纳米流体芯片进行检测,通过一次检测,将样品分到数千个单独的PCR。美国全自动多重数字PCR性能特点
数字PCR技术流分类目前,dPCR的基本方法都已经建立,根据反应单元的不同形式,主要可分为微板式、微腔式和和微滴式三大类系统。微液滴制备的方法,目前主流的有四种:1)芯片微孔物理分割法,俗称物理分隔法,公司有Fluidgm,Qiagen,Roche,ThermoFisher,;2)液滴分割法,俗称油包水,代替公司有Bio-Rad;3)杂交式芯片液滴法,公司有Stilla;4)注射振动制滴法。PS:芯片式物理分割技术所有已经过期,目前有不少公司在这个技术的基础上进行开发,例如罗氏。全自动数字PCR仪器数字PCR的两大应用场景在于基因检测、无创出生缺陷筛查。
根据泊松分布的定义和适用条件可知,如果我们设微液滴总数为N,投入的靶序列拷贝数为M,那么“每个微液滴中的靶序列拷贝数”的概率分布是近似满足泊松分布的。理解之前,首先要明确一点,在检测的过程中,并不是说一个样本中检测到了几个亮点,这个反应当中就有几个目标基因的拷贝。因为目标基因的片段,在微滴当中的分布,是符合泊松分布的(也就是说进不进的概率相等,并且相互独立)。所以,一个发光的微滴中,可能有一个或者三个四个,甚至更多个目标基因的拷贝。因此,发光的微滴数与原始的基因拷贝数并不是一对一的对应关系。
作为时下的热点技术,数字PCR是将核酸样品分配到大量单独、平行的微反应单元(nL,纳升级别)中,使得每个反应单元中尽可能含有1个模板分子,并在此基础上进行扩增、检测和分布统计,从而实现靶标分子的比较 计数。(图:数字PCR技术原理)根据微反应单元的不同形式,数字PCR产品可分为微板式、微滴式和芯片式等。目前,市场上主要的数字PCR产品主要是基于微滴式和芯片式,如Bio-Rad公司的QX200微滴式系统和ThermoFisher公司的QuantStudio系统等。与一、二代PCR技术相比,数字PCR具有很多优势:一是特异性、灵敏性均有显著提高;二是在不依赖内参和标准曲线的前提下,可直接得到比较 量化指标;三是微反应单元相互独立、封闭,避免了PCR抑制剂及不同核酸分子扩增产物间的相互干扰,准确度和可重复性较高。拷贝数变异、突变检测、基因相对表达研究、二代测序结果验证、miRNA表达分析、单细胞基因表达分析等。
dPCR的测量结果通常表示为含量,即拷贝数值或转基因质量百分比,而QPCR结果通常表示为拷贝数的质量分数。目前市场上可购买到大多数转基因标准物质,以qPCR定值的标准物质是以拷贝数(单倍体基因组当量)的质量分数来表示特性量;以dPCR定值的标准物质直接采用拷贝数比例来表示特性量。不同方法使用不同的表示方式,会造成测量结果不可比。因此质量分数、拷贝数和拷贝数比例之间的关系需要转化,才能得到单位一致,数值可比的数据。EU联合研究中心建议使用转换因子从拷贝数换算到质量分数。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。数字PCR原理
通过创新技术微流控芯片,让数字PCR单反应耗材价格进入个位数,实现了新的进步,也降低开发难度。美国全自动多重数字PCR性能特点
引物设计(DesignPrimers):引物长度(PrimerLength):18-25个碱基之间。短的引物更易于同靶序列结合,但过短的引物也更可能同基因组上的多个区域相结合而产生非特异性扩增产物。更长的引物会提高同靶序列结合的特异性,但过长的引物(>30bp)同靶序列结合速度变慢,降低结合率。引物长度和组成直接影响引物Tm值(PrimerMeltingTemperature)和退火温度(AnnealingTemperatures)。引物的组成——GC%含量(GCContent):指引物总碱基中G和C碱基数量的百分比,该值应在40-60%之间。如果模板序列的GC含量较高,推荐使用较高Tm值的引物。美国全自动多重数字PCR性能特点
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