數字PCR是一種核酸分子定量技術。當前核酸分子的定量有三種方法,光度法基于核酸分子的吸光度來定量;實時熒光定量PCR(RealTimePCR)基于Ct值,Ct值就是指可以檢測到熒光值對應的循環數;數字PCR是的定量技術,基于單分子PCR方法來進行計數的核酸定量,是一種定量的方法。主要采用當前分析化學熱門研究領域的微流控或微滴化方法,將大量稀釋后的核酸溶液分散至芯片的微反應器或微滴中,每個反應器的核酸模板數少于或者等于1個。這樣經過PCR循環之后,有一個核酸分子模板的反應器就會給出熒光信號,沒有模板的反應器就沒有熒光信號。根據相對比例和反應器的體積,就可以推算出原始溶液的核酸濃度。Drop-off數字PCR檢測方法的**主要優勢是能夠能夠在一個反應中檢測到基因組序列范圍短的同源基因突變。法國數字PCR分析應用
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。全自動數字PCR試劑盒dPCR的測量結果通常表示為含量,即拷貝數轉基因質量百分比,而QPCR結果通常表示為拷貝數的質量分數。
無創產前篩查有望成為數字PCR在臨床快速落地的锏應用。首先,無創產前篩查領域對于兼顧成本、準確性、速度的創新技術的需求還未滿足。其次,無創產前篩查市場空間龐大,雖說中國每年新生兒的增長速度正在放緩,但每年仍有超過1000萬的新生兒,帶來了巨大的想象空間。2022年6月,鄭大一附院遺傳與產前診斷中心、塔歌生物聯合在JournalofTranslationalMedicine(影響因子5.531)雜志上發表文章,驗證了數字PCR作為T21,T18和T13產前篩查方法的可行性,這是世界上報道在真實臨床條件下通過盲檢實現一管反應可從孕婦血漿樣本中同時檢測出T21、T18和T13的數字PCR無創產前篩查試劑盒。文章顯示,塔歌生物胎兒染色體非整倍體無創產前篩查數字PCR試劑盒總體篩查的靈敏度為100%,特異性為95.12%,均優于血清學篩查。除準確率高之外,塔歌生物的產品還擁有成本低、操作簡便,及檢測速度快等優勢,可以加速無創產前篩查在各級醫院,特別是基層地區普遍落地,助力中國出生缺陷防控。
數字聚合酶鏈式反應(digitalpolymerchainreaction,dPCR)技術因具有高靈敏度、受基質干擾少等優勢而被廣用于轉基因食品檢測。本研究綜述了數字PCR技術的原理、系統各部件的優劣勢,梳理了數字PCR技術在轉基因檢測與溯源技術(標準物質)方面的進展和發展趨勢,以期為轉基因食品檢測領域提供參考依據。dPCR的擴增過程大致上可以分為3步:樣品的分散、樣品的熱循環擴增和樣品的檢測。對于數字PCR儀器系統,各個部件之間仍然有較大的改進空間,要發揮部件之間的協同作用是很重要的,而且有持續研究的價值。表1中總結了部分常見的數字PCR系統的類型,以及相對在硬件、便攜性、性價比和自動化程度上的比較。在數字PCR賽道,塔歌生物將加速胎兒染色體非整倍體無創產前篩查注冊證的申報。
常規PCR和實時熒光PCR定量檢測都需要已知拷貝數的標準DNA制定標準曲線,由于樣品測定在各種條件上不會完全一致,會造成PCR擴增效率的差異,從而影響定量結果的準確性。而ddPCR不受標準曲線和擴增動力學影響,可以進行定量。如何在雙通道設置及雙探針標記的情況下實現多重檢測?不同位點的雙探針檢測體系中引物和探針采用不同的終濃度,這樣陽性微滴的終點FAM/HEX熒光信號強度就會不同,利用陽性微滴不同的“分簇(cluster)”來區分不同的突變位點。采用對應的KRAS野生型和突變型細胞系對雙重ddPCR檢測體系的性能進行驗證。結果顯示除了Q61H位點外,其他位點的檢測體系在54C的情況下均能很好的區分4個明顯的cluster。dPCR被稱作第三代PCR技術,但dPCR技術的廣泛應用逐漸顯現出一些不足之處。華南地區數字PCR技術
目前dPCR中體積優化方法以光學顯微鏡觀測為主。法國數字PCR分析應用
由于現有的商業化數字PCR設備在物理上只設置了2個檢測通道,所以存在一個明顯的短板:不能同時進行多個位點的檢測。在樣品多位點的檢測中,就需要更多的起始樣品,但臨床上組織的樣品非常有限。相比之下熒光定量PCR儀上就很容易實現多重檢測。為了考察利用數字PCR實現多重檢測的可能性,英國TheInstituteofCancerResearch的研究人員以非小細胞肺相關的KRAS基因為檢測對象,在Bio-Rad的數字PCR系統上通過3個三重ddPCR檢測體系來實現9個KRAS突變位點的檢測。法國數字PCR分析應用
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