数字PCR是一种核酸分子定量技术。当前核酸分子的定量有三种方法,光度法基于核酸分子的吸光度来定量;实时荧光定量PCR(RealTimePCR)基于Ct值,Ct值就是指可以检测到荧光值对应的循环数;数字PCR是的定量技术,基于单分子PCR方法来进行计数的核酸定量,是一种定量的方法。主要采用当前分析化学热门研究领域的微流控或微滴化方法,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。Drop-off数字PCR检测方法的**主要优势是能够能够在一个反应中检测到基因组序列范围短的同源基因突变。法国数字PCR分析应用
数字PCR产品的发展,为不同场景下的多样化核酸检测需求提供了新的思路,尤其是在医学检验方面,在 性疾病早期检测、病症的液体活检、无创产前检查等领域展现出良好的应用前景。实现 性疾病早期高效检测——以病毒为例,有病毒检测、和临床样本病毒载量评估He监测环境病毒载量;二代荧光定量PCR检测技术是目前病毒检测的"金标准",但由于病毒探针结合位点突变、样本病毒载量不足等原因,在临床检测过程中经常出现假阴性结果,由于数字PCR具有更高的灵敏度、精细度,以及其适合痕量样本检测的特性,能够检测出荧光定量PCR检测过程中错过的 ,可作为后者的补充。在人群筛查及临床诊疗中,为科学选取采样方式,需要评估不同临床样本病毒载量,如鼻咽拭子、血尿、粪便、肺泡灌洗液等,由于数字PCR可提供一定程度上量化指标,为采样方法的选取提供了参考,从而提高检出率。在外防输入的战略要求下,环境病毒检测工作尤为重要,数字PCR可对低核酸丰度样本进行有效检测,包括从不同环境中取样的样本,如病房、医院卫生间、实验室等等,在病情防控中起到了不可忽视的作用。此外,数字PCR的应用场景还有病程不同阶段的病毒载量评估、核酸参考品制备、抗病毒药物研发等环节。全自动数字PCR试剂盒dPCR的测量结果通常表示为含量,即拷贝数转基因质量百分比,而QPCR结果通常表示为拷贝数的质量分数。
无创产前筛查有望成为数字PCR在临床快速落地的锏应用。首先,无创产前筛查领域对于兼顾成本、准确性、速度的创新技术的需求还未满足。其次,无创产前筛查市场空间庞大,虽说中国每年新生儿的增长速度正在放缓,但每年仍有超过1000万的新生儿,带来了巨大的想象空间。2022年6月,郑大一附院遗传与产前诊断中心、塔歌生物联合在JournalofTranslationalMedicine(影响因子5.531)杂志上发表文章,验证了数字PCR作为T21,T18和T13产前筛查方法的可行性,这是世界上报道在真实临床条件下通过盲检实现一管反应可从孕妇血浆样本中同时检测出T21、T18和T13的数字PCR无创产前筛查试剂盒。文章显示,塔歌生物胎儿染色体非整倍体无创产前筛查数字PCR试剂盒总体筛查的灵敏度为100%,特异性为95.12%,均优于血清学筛查。除准确率高之外,塔歌生物的产品还拥有成本低、操作简便,及检测速度快等优势,可以加速无创产前筛查在各级医院,特别是基层地区普遍落地,助力中国出生缺陷防控。
数字聚合酶链式反应(digitalpolymerchainreaction,dPCR)技术因具有高灵敏度、受基质干扰少等优势而被广用于转基因食品检测。本研究综述了数字PCR技术的原理、系统各部件的优劣势,梳理了数字PCR技术在转基因检测与溯源技术(标准物质)方面的进展和发展趋势,以期为转基因食品检测领域提供参考依据。dPCR的扩增过程大致上可以分为3步:样品的分散、样品的热循环扩增和样品的检测。对于数字PCR仪器系统,各个部件之间仍然有较大的改进空间,要发挥部件之间的协同作用是很重要的,而且有持续研究的价值。表1中总结了部分常见的数字PCR系统的类型,以及相对在硬件、便携性、性价比和自动化程度上的比较。在数字PCR赛道,塔歌生物将加速胎儿染色体非整倍体无创产前筛查注册证的申报。
常规PCR和实时荧光PCR定量检测都需要已知拷贝数的标准DNA制定标准曲线,由于样品测定在各种条件上不会完全一致,会造成PCR扩增效率的差异,从而影响定量结果的准确性。而ddPCR不受标准曲线和扩增动力学影响,可以进行定量。如何在双通道设置及双探针标记的情况下实现多重检测?不同位点的双探针检测体系中引物和探针采用不同的终浓度,这样阳性微滴的终点FAM/HEX荧光信号强度就会不同,利用阳性微滴不同的“分簇(cluster)”来区分不同的突变位点。采用对应的KRAS野生型和突变型细胞系对双重ddPCR检测体系的性能进行验证。结果显示除了Q61H位点外,其他位点的检测体系在54C的情况下均能很好的区分4个明显的cluster。dPCR被称作第三代PCR技术,但dPCR技术的广泛应用逐渐显现出一些不足之处。华南地区数字PCR技术
目前dPCR中体积优化方法以光学显微镜观测为主。法国数字PCR分析应用
由于现有的商业化数字PCR设备在物理上只设置了2个检测通道,所以存在一个明显的短板:不能同时进行多个位点的检测。在样品多位点的检测中,就需要更多的起始样品,但临床上组织的样品非常有限。相比之下荧光定量PCR仪上就很容易实现多重检测。为了考察利用数字PCR实现多重检测的可能性,英国TheInstituteofCancerResearch的研究人员以非小细胞肺相关的KRAS基因为检测对象,在Bio-Rad的数字PCR系统上通过3个三重ddPCR检测体系来实现9个KRAS突变位点的检测。法国数字PCR分析应用
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