作為時下的熱點技術,數字PCR是將核酸樣品分配到大量單獨、平行的微反應單元(nL,納升級別)中,使得每個反應單元中盡可能含有1個模板分子,并在此基礎上進行擴增、檢測和分布統計,從而實現靶標分子的比較 計數。(圖:數字PCR技術原理)根據微反應單元的不同形式,數字PCR產品可分為微板式、微滴式和芯片式等。目前,市場上主要的數字PCR產品主要是基于微滴式和芯片式,如Bio-Rad公司的QX200微滴式系統和ThermoFisher公司的QuantStudio系統等。與一、二代PCR技術相比,數字PCR具有很多優勢:一是特異性、靈敏性均有顯著提高;二是在不依賴內參和標準曲線的前提下,可直接得到比較 量化指標;三是微反應單元相互獨立、封閉,避免了PCR抑制劑及不同核酸分子擴增產物間的相互干擾,準確度和可重復性較高。數字PCR適用于依靠Ct值不能很好分辨的應用領域。美國全自動數字PCR價格
微滴數字PCR主要是將兩種互不相溶的液體,以其中一種作為連續相(油),另一種作為分散相(水),在水/油兩相表面張力和剪切共同作用下分散相以微小體積單元的形式存在于連續中,從而成液滴。這種液滴式的反應腔室具有體積小、樣品間無擴散等優勢。在ddPCR中,利用微滴發生器可以一次生成數萬乃至百萬個納升甚至皮升級別的單個油包水微滴,作為數字PCR的樣品分散載體。這里,液滴中包裹了單拷貝DNA模板和PCR反應液,然后將液滴收集在PCR反應管中進行擴增。?PCR反應結束后檢測每個微滴的熒光信號。目前Bio-Rad公司的QX100系統、QX200系統均為采用液滴技術的數字PCR系統。圖6.Bio-Rad的液滴數字PCR系統美國全自動數字PCR價格PCR本質上是將一個傳統的PCR反應分成了數萬個PCR反應。
產物越短,往往擴增效率越高。模板二級結構(Templatesecondarystructure):PCR變性中和變性后的單鏈DNA不夠穩定,容易自發折疊形成二級結構。應避免可形成穩定二級結構的模板鏈區域,因為如果模板鏈形成的二級結構在退火溫度下穩定存在,定位在模板鏈二級結構處的引物將無法同模板鏈相結合。使用mfold可預測引物待結合的區域是否存在復雜的二級結構。設計引物時,盡量使引物定位在模板二級結構以外的序列上。避免具有4個以上相同的連續堿基的區域(Avoid>4repeatsofsamebases):以避免延伸階段聚合酶“滑動(PolymeraseSlippage)”。選擇GC含量(GCContent)在50-60%之間的區域。如果高GC含量區域不可避免,可以嘗試提高退火溫度,并使用添加劑,例如甘油,
在PCR進行的過程中,首先是引物和探針分別結合,然后開始擴增。如果一個微滴當中有目標基因的片段,Taqman探針就會被酶切碎,熒光基團和淬滅基團分離。在后面的檢測過程中,熒光基團被激發光路激發之后就會發熒光。如果沒有,Taqman探針就不會被切碎,在后面的檢測過程中,熒光基團吸收到激發光的能量,就會被淬滅基團給淬滅,那么儀器就檢測不到這個微滴的信號。檢測的過程中,并不是說一個樣本中檢測到了幾個亮點,這個反應當中就有幾個目標基因的拷貝。因為目標基因的片段,在微滴當中的分布,是符合泊松分布的(也就是說進不進的概率相等,并且相互獨立)。所以,一個發光的微滴中,可能有一個或者三個四個,甚至更多個目標基因的拷貝。因此,發光的微滴數與原始的基因拷貝數并不是一對一的對應關系。通過“儀器+試劑”相互配合的方式,打出了數字PCR檢測的“組合拳”。
面對日益嚴格的限量標準和可預期降低的儀器購置成本,數字PCR將在食品檢測領域起到越來越重要的作用:同時,數字PCR技術帶來的量值的溯源方式,也將成為轉基因標準物質的主要研究方向。發展dPCR協同分析和自動化程度,使其具有更好兼容性、更低廉的成本,可使數據結果不間斷地納入到全食品安全全產業鏈中,從而在未來的食品檢測中得到更廣的應用。dPCR多重檢測可在不使用標準曲線的情況下,在同一分析過程中同時測定單一或多個轉基因與參考基因的比率,提高檢測的效率節省重復操作。數字PCR應用前景廣闊,可用于病原微生物檢測、基因檢測、無創產前篩查、測序結果驗證等領域。深圳微滴式數字PCR性能特點
數字PCR是通過將一個樣本分成幾十到幾萬份,分配到不同的反應單元,每個單元至少包含一個拷貝的目標分子 。美國全自動數字PCR價格
數字PCR產品的發展,為不同場景下的多樣化核酸檢測需求提供了新的思路,尤其是在醫學檢驗方面,在 性疾病早期檢測、病癥的液體活檢、無創產前檢查等領域展現出良好的應用前景。實現 性疾病早期高效檢測——以病毒為例,有病毒檢測、和臨床樣本病毒載量評估He監測環境病毒載量;二代熒光定量PCR檢測技術是目前病毒檢測的"金標準",但由于病毒探針結合位點突變、樣本病毒載量不足等原因,在臨床檢測過程中經常出現假陰性結果,由于數字PCR具有更高的靈敏度、精細度,以及其適合痕量樣本檢測的特性,能夠檢測出熒光定量PCR檢測過程中錯過的 ,可作為后者的補充。在人群篩查及臨床診療中,為科學選取采樣方式,需要評估不同臨床樣本病毒載量,如鼻咽拭子、血尿、糞便、肺泡灌洗液等,由于數字PCR可提供一定程度上量化指標,為采樣方法的選取提供了參考,從而提高檢出率。在外防輸入的戰略要求下,環境病毒檢測工作尤為重要,數字PCR可對低核酸豐度樣本進行有效檢測,包括從不同環境中取樣的樣本,如病房、醫院衛生間、實驗室等等,在病情防控中起到了不可忽視的作用。此外,數字PCR的應用場景還有病程不同階段的病毒載量評估、核酸參考品制備、抗病毒藥物研發等環節。美國全自動數字PCR價格
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