數(shù)字PCR(d PCR)是近年來引起重視并迅速發(fā)展起來的一種突破性的核酸定量分析技術(shù)。該技術(shù)先將核酸模板進(jìn)行稀釋,分配到大量**的反應(yīng)單元中,使每個反應(yīng)單元中只有單個模板分子,然后進(jìn)行PCR擴(kuò)增反應(yīng),擴(kuò)增結(jié)束后對每個反應(yīng)室的熒光信號進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,來定量DNA拷貝數(shù)。數(shù)字PCR采用先擴(kuò)增后定量,因此不依賴擴(kuò)增曲線的循環(huán)閾值(Ct),也無需采用內(nèi)參基因和標(biāo)準(zhǔn)曲線,準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好,可以實(shí)現(xiàn)***定量分析。由于其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢,已經(jīng)在臨床診斷、轉(zhuǎn)基因成分定量、單細(xì)胞基因表達(dá)分析、環(huán)境微生物檢測和下一代測序等研究領(lǐng)域顯示出巨大的優(yōu)勢和應(yīng)用前景。高靈敏度——數(shù)字PCR的靈敏度與同體積反應(yīng)體系的分割份數(shù)成正比。南通國產(chǎn)數(shù)字PCR原理
相對于二代測序、基因芯片和定量PCR而言,數(shù)字PCR具備以下優(yōu)勢:
● 靈敏度可達(dá)到單個核酸分子:檢測限低至0.001%,主要系為數(shù)字PCR可以實(shí)現(xiàn)靶標(biāo)DNA/RNA的生物濃縮;
● 無需標(biāo)準(zhǔn)曲線活參照基因進(jìn)行對比來測定核算量,可對靶分子起始量進(jìn)行***定量,直接獨(dú)處DNA分子的個數(shù);
● 適合環(huán)境復(fù)雜樣品的檢測:終點(diǎn)PCR檢測,不依賴Ct值,不依賴擴(kuò)增效率,能克服PCR***劑的影響,避免樣品間的交叉***問題,適合各類復(fù)雜環(huán)境中的樣本進(jìn)行***定量,如動血樣、糞便、尿液、痰液、水樣、土壤、植物等; 南京微流控芯片數(shù)字PCR銷售電話液體活檢:早篩、用藥、監(jiān)測、復(fù)發(fā)。
數(shù)字PCR檢測及分析原理在上世紀(jì)90年代就被提出來了,但是無奈受限于當(dāng)時的技術(shù)條件,樣本稀釋及分配都是靠手工來完成的,受到很多因素的干擾和限制;并且結(jié)果分析對于研究者來說也十分枯燥與繁瑣,因此在很長一段時間dPCR發(fā)展停滯不前。后來由于微流控技術(shù)與微納集成制造工藝的發(fā)展解決了dPCR過程中的幾個關(guān)鍵技術(shù)問題,推動了dPCR的研究與商業(yè)化的發(fā)展。
目前根據(jù)dPCR樣本稀釋分配的方式,基本可分為三大類,一種是基于大規(guī)模集成微流控芯片;第二種是使用微反應(yīng)室/孔板;第三種是微滴式。但不論是走芯片式還是微滴式,其基本原理都是將大量稀釋后的核酸溶液分散至芯片的微反應(yīng)器或者微滴當(dāng)中,每個反應(yīng)器的核酸模板數(shù)少于1或者等于1。經(jīng)過PCR擴(kuò)增之后,有一個核酸分子的模板的反應(yīng)器就會給出熒光信號,沒有模板的反應(yīng)器沒有熒光信號。根據(jù)相對比例和反應(yīng)器的體積,可以推算出原始溶液的核酸濃度。
數(shù)字PCR(Digital PCR-dPCR)技術(shù)是一種新的核酸檢測和定量方法,與傳統(tǒng)定量PCR(qPCR)技術(shù)不同,數(shù)字PCR采用***定量的方式,不依賴于標(biāo)準(zhǔn)曲線和參照樣本,直接檢測目標(biāo)序列的拷貝數(shù)。由于這種檢測方式具有比傳統(tǒng)qPCR更加出色的靈敏度和特異性、精確性,dPCR迅速得到***的應(yīng)用,這項(xiàng)技術(shù)在極微量核酸樣本檢測、復(fù)雜背景下稀有突變檢測和表達(dá)量微小差異鑒定方面變現(xiàn)出的優(yōu)勢已被普遍認(rèn)可,而其在基因表達(dá)研究、microRNA研究、基因組拷貝數(shù)鑒定、**標(biāo)志物稀有突變檢測、致病微生物鑒定、轉(zhuǎn)基因成分鑒定、NGS測序文庫精確定量和結(jié)果驗(yàn)證等諸多方面具有的廣闊應(yīng)用前景已經(jīng)受到越來越多的關(guān)注。分辨率——低至0.1倍基因表達(dá)差異。
二代測序輔助建庫
目前靶向測序建庫方法包括擴(kuò)增子方法,在均相溶液中,當(dāng)擴(kuò)增引物增加時,由于擴(kuò)增引物之間的相互作用,從而影響擴(kuò)增的效率;如果將其分散到大量微液滴中擴(kuò)增,將可降低引物間相互作用,提高擴(kuò)增效率。同時還可以實(shí)現(xiàn)對于少量模板的有效擴(kuò)增,得到更多的有效測序數(shù)據(jù)。
CRISPR-Cas9基因編輯結(jié)果驗(yàn)證
CRISPR-Cas9技術(shù)的發(fā)明,是基因編輯技術(shù)的一大突破,但如何驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是否成功,仍需要高靈敏度的檢測方法,數(shù)字PCR技術(shù)可以滿足這一需求。Broad研究所張鋒團(tuán)隊(duì)發(fā)明了以CRISPR為基礎(chǔ)的SHERLOCK技術(shù)可以對核酸進(jìn)行高靈敏度的定性檢測,但精確定量評估時仍采取了數(shù)字PCR進(jìn)行確認(rèn)。 關(guān)于病原菌的檢測鑒定。南通國產(chǎn)數(shù)字PCR原理
國內(nèi)擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的微滴式數(shù)字PCR儀。南通國產(chǎn)數(shù)字PCR原理
在定量PCR時,我們常常糾結(jié)一個問題,究竟是相對定量還是***定量呢?如今,你無需糾結(jié)了,因?yàn)閿?shù)字PCR(digital PCR)來了。盡管這兩種技術(shù)有些類似,都是估計(jì)起始樣品中的核酸量,但它們有一個重要的區(qū)別。定量PCR是依靠標(biāo)準(zhǔn)曲線或參照基因來測定核酸量,而數(shù)字PCR則讓你能夠直接數(shù)出DNA分子的個數(shù),是對起始樣品的***定量。因此特別適用于依靠Ct值不能很好分辨的應(yīng)用領(lǐng)域:拷貝數(shù)變異、突變檢測、基因相對表達(dá)研究(如等位基因不平衡表達(dá))、二代測序結(jié)果驗(yàn)證、miRNA表達(dá)分析、單細(xì)胞基因表達(dá)分析等。南通國產(chǎn)數(shù)字PCR原理
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