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。同时,从公式也可以看出,随着反应阳性体系数(X)的增加,体系中目标分子的拷贝数相对于X会有较大的差距,随着X的持续增加,数字PCR结果的不确定度也随着提高,总体来说,数字PCR阳性体系的数量不得超过总体系数量的80%。另一个方面,N的增加会使整个数字PCR体系具有较大的线性范围,并可以提高反应的灵敏度、稳定性以及可重复性。因此,目前dPCR都需要在成本可控的情况下,增加分配的腔室数和液滴数。影响引物探针特异性的因素有很多种,譬如纯化方式、设计方法以及引物探针的修饰技术等。北京数字PCR方案
数字PCR采用的策略概括起来非常简单,就是“分而治之”(divide and conquer),这种做法非常类似于计算机科学中的“分治算法”,将一个标准PCR反应分配到大量微小的反应器中,在每个反应器中包含或不包含一个或多个拷贝的目标分子( DNA模板) ,实现“单分子模板PCR扩增”,扩增结束后,通过阳性反应器的数目“数出”目标序列的拷贝数。在实际的数字PCR实验中,事实上是通过呈现两种信号类型的反应器比例和数目进行统计学分析,计算出原始样本中的模板拷贝数。四川高灵敏度数字PCR共同合作近年来,Bio-Rad、凯杰、赛默飞等巨头公司纷纷通过收购、投资等方式布局数字PCR业务。
肺*的ALK融合基因检测:ALK融合基因是NSCLC患者另外一个常规的伴随诊断,可以指导ALK-TKI药物的使用,目前已发现20种以上EML4-ALK的融合形式,多个报道证实它们中大部分能促进**生成。另外ALK还可能与TFG、KIF5B、KLC1、PTPN3、STRN等基因发生融合,因此ALK融合突变的诊断具有一定难度。目前临床常规使用的检测手段包括免疫组化(Immunohistochemistry,IHC),荧光原位杂交(Fluorescence in situ hybridization,FISH)以及RT-PCR等三种。这三种方法各具优缺点:IHC相对简单,价格低廉,但是容易受到主观判断的影响;FISH可以检测各种融合类型,但是操作繁琐,价格昂贵;RT-PCR方法的特异性较好,结果客观,但是只能针对已知类型。近期有研究者采用数字PCR,利用ALK基因3’端的过表达来鉴定ALK的融合,该方法既具有PCR方法特异性好、结果客观的优势,同时又不受融合类型的限制,可以检测所有融合型,在与三种传统方法的对比过程中展现出了更好的临床符合率,未来有望成为一种新的常规检测手段。
从上世纪90年代以来qPCR技术的爆发式发展使得现代核酸检测技术具有全新的面貌,而进入二十一世纪之后,速度更快、通量更高。成本更低的DNA测序技术正在迅速发展,也是目前竞争**为激烈的研究领域之一,即使在这种情况下,dPCR技术仍然以其高度的灵敏性和特异性在诸多科学领域争取到属于自己的一席之地。即使在一些传统的qPCR应用领域,也有一些实验室同时选择dPCR平台进行平行实验以保证实验结果的准确和可重复性。在基因组变异研究领域,群体基因组水平上的SNP(Single Nucleotide Polymorphism,单核苷酸多态性)检测面临的问题主要是突变序列往往与大量正常序列同时存在,竞争性反应严重影响突变序列的检测精度,数字PCR技术带来的极高的扩增特异性在稀有突变检测方面具有天然的优势,在**标志物检测、无创产前检查、线粒体突变检测等研究方向上,我们已经看到dPCR的许多精彩表现。微反应单元体积越均一稳定、数量相对越多,定量的整体精度就越高。
ddPCR主要有Bio-rad公司开发的QX200系统和Rain Drop系统,QX200可以将体系分割成2万个微滴,Rain Drop可以分割成100万-1 000万个微滴。ddPCR原理是通过将一个待分析的PCR反应体系进行微滴化处理,利用微滴发生器制成近20 000个油包水小微滴从而对原始体系进行分割,样品中的核酸分子随机分配到大量**的微滴中,每个微滴中含有一个或不含待检核酸分子。对微滴体系进行扩增反应以后,分析每个微滴的荧光信号,进行有或无的判断,将判断结果按照泊松分布的原理,通过读取靶标和内参核酸的阳性微滴个数以及比例从而得到靶分子的拷贝数及浓度。与芯片式dPCR相比,操作简单,可以实现高通量的检测,也保证一定程度上的微滴检测稳定性。高精确度、高灵敏度,荧光定量qPCR灵敏度为1%-0.1%,数字化PCR灵敏度可达0.01-0.001%。江苏高精确度数字PCR经验丰富
对模板量要求高,过多会导致无法定量,过少会导致信号过低。北京数字PCR方案
为确保实验顺利进行,QIAcuity EG PCR Kit和Probe PCR Kit均采用**抗体修饰的热启动DNA聚合酶,利用小分子锁扣 (Guard molecular) 将DNA聚合酶与抗体紧密结合形成双保险,使其室温条件下失活,只有通过95℃高温2分钟才能开启小分子锁扣,***DNA聚合酶活性,有效避免了非特异性扩增现象。微反应单元体积大小一致且稳定是泊松分布准确计算的前提。样本反应液在进行液滴分散过程中由于液体表面张力、操作不当等影响,导致其部分发生融合和破裂。融合使液滴体积变大,破裂则导致有效分区数量变少更增加了交叉污染的风险。因此,整个实验过程需严格按照标准流程进行实验操作。相较于液滴式分区,QIAcuity数字PCR搭配的Nanoplate采用**纳米微孔设计,利用微流体技术将数字PCR反应体系分配到大小均一且固定微孔中,并在分区完成后自动封闭所有微孔联通管道,真正意义上实现**均一的微反应体系。北京数字PCR方案