在熒光定量PCR應(yīng)用已經(jīng)如此的情況下,緣何數(shù)字PCR仍然能橫空出世?中心點(diǎn)在于熒光定量PCR盡管為科研和臨床市場(chǎng)應(yīng)用提供了非常重要的檢測(cè)工具支撐,但仍然有尚未被滿足的客戶需求。熒光定量PCR需要基于標(biāo)準(zhǔn)品制作的標(biāo)準(zhǔn)曲線進(jìn)行定量,屬于相對(duì)定量,操作較為復(fù)雜,且終端用戶對(duì)其結(jié)果的重復(fù)性、靈敏性、精密度、分辨率、對(duì)PCR反應(yīng)抑制劑的耐受性等方面有更高的期待。數(shù)字PCR通過(guò)將反應(yīng)體系進(jìn)行有限稀釋至成千上萬(wàn)的反應(yīng)單元中,實(shí)現(xiàn)了核酸靶標(biāo)的單分子擴(kuò)增。PCR擴(kuò)增結(jié)束后,基于終點(diǎn)法對(duì)陽(yáng)性液滴數(shù)和總液滴數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù),結(jié)合泊松分布原理,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)起始樣本的定量。其極大地簡(jiǎn)化了操作步驟,并且大幅提高了檢測(cè)性能,尤其在低豐度或較低豐度的核酸檢測(cè)上(靈敏性可達(dá)0.001-0.0001%),其優(yōu)異的性能得到了終端用戶的認(rèn)可。Drop-off數(shù)字PCR檢測(cè)方法的**主要優(yōu)勢(shì)是能夠能夠在一個(gè)反應(yīng)中檢測(cè)到基因組序列范圍短的同源基因突變。廣東臻準(zhǔn)數(shù)字PCR解決方案
產(chǎn)物越短,往往擴(kuò)增效率越高。模板二級(jí)結(jié)構(gòu)(Templatesecondarystructure):PCR變性中和變性后的單鏈DNA不夠穩(wěn)定,容易自發(fā)折疊形成二級(jí)結(jié)構(gòu)。應(yīng)避免可形成穩(wěn)定二級(jí)結(jié)構(gòu)的模板鏈區(qū)域,因?yàn)槿绻0彐溞纬傻亩?jí)結(jié)構(gòu)在退火溫度下穩(wěn)定存在,定位在模板鏈二級(jí)結(jié)構(gòu)處的引物將無(wú)法同模板鏈相結(jié)合。使用mfold可預(yù)測(cè)引物待結(jié)合的區(qū)域是否存在復(fù)雜的二級(jí)結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)引物時(shí),盡量使引物定位在模板二級(jí)結(jié)構(gòu)以外的序列上。避免具有4個(gè)以上相同的連續(xù)堿基的區(qū)域(Avoid>4repeatsofsamebases):以避免延伸階段聚合酶“滑動(dòng)(PolymeraseSlippage)”。選擇GC含量(GCContent)在50-60%之間的區(qū)域。如果高GC含量區(qū)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,華南地區(qū)一體化數(shù)字PCR油滴制造目前dPCR中體積優(yōu)化方法以光學(xué)顯微鏡觀測(cè)為主。
數(shù)字PCR產(chǎn)品的發(fā)展,為不同場(chǎng)景下的多樣化核酸檢測(cè)需求提供了新的思路,尤其是在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)方面,在 性疾病早期檢測(cè)、病癥的液體活檢、無(wú)創(chuàng)產(chǎn)前檢查等領(lǐng)域展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景。實(shí)現(xiàn) 性疾病早期高效檢測(cè)——以病毒為例,有病毒檢測(cè)、和臨床樣本病毒載量評(píng)估He監(jiān)測(cè)環(huán)境病毒載量;二代熒光定量PCR檢測(cè)技術(shù)是目前病毒檢測(cè)的"金標(biāo)準(zhǔn)",但由于病毒探針結(jié)合位點(diǎn)突變、樣本病毒載量不足等原因,在臨床檢測(cè)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)假陰性結(jié)果,由于數(shù)字PCR具有更高的靈敏度、精細(xì)度,以及其適合痕量樣本檢測(cè)的特性,能夠檢測(cè)出熒光定量PCR檢測(cè)過(guò)程中錯(cuò)過(guò)的 ,可作為后者的補(bǔ)充。在人群篩查及臨床診療中,為科學(xué)選取采樣方式,需要評(píng)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(shù)字PCR可提供一定程度上量化指標(biāo),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(zhàn)略要求下,環(huán)境病毒檢測(cè)工作尤為重要,數(shù)字PCR可對(duì)低核酸豐度樣本進(jìn)行有效檢測(cè),包括從不同環(huán)境中取樣的樣本,如病房、醫(yī)院衛(wèi)生間、實(shí)驗(yàn)室等等,在病情防控中起到了不可忽視的作用。此外,數(shù)字PCR的應(yīng)用場(chǎng)景還有病程不同階段的病毒載量評(píng)估、核酸參考品制備、抗病毒藥物研發(fā)等環(huán)節(jié)。
數(shù)字PCR是一種核酸分子定量技術(shù)。當(dāng)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(lái)定量;實(shí)時(shí)熒光定量PCR(RealTimePCR)基于Ct值,Ct值就是指可以檢測(cè)到熒光值對(duì)應(yīng)的循環(huán)數(shù);數(shù)字PCR是的定量技術(shù),基于單分子PCR方法來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)的核酸定量,是一種定量的方法。主要采用當(dāng)前分析化學(xué)熱門(mén)研究領(lǐng)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(yīng)器或微滴中,每個(gè)反應(yīng)器的核酸模板數(shù)少于或者等于1個(gè)。這樣經(jīng)過(guò)PCR循環(huán)之后,有一個(gè)核酸分子模板的反應(yīng)器就會(huì)給出熒光信號(hào),沒(méi)有模板的反應(yīng)器就沒(méi)有熒光信號(hào)。根據(jù)相對(duì)比例和反應(yīng)器的體積,就可以推算出原始溶液的核酸濃度。相較于qPCR,數(shù)字PCR可讓你能夠直接數(shù)出DNA分子的個(gè)數(shù),是對(duì)起始樣品的定量。
盡管我國(guó)dPCR行業(yè)起步較晚,但在國(guó)家鼓勵(lì)醫(yī)療器械創(chuàng)新的大背景下,以及精細(xì)醫(yī)療和個(gè)性化用藥等需求推動(dòng)下,dPCR成為了近年廣受關(guān)注的熱點(diǎn)領(lǐng)域,保持著穩(wěn)定快速的增長(zhǎng)。近年來(lái)國(guó)內(nèi)誕生了如領(lǐng)航基因、新羿生物、銳訊生物、科維思、永諾生物、泛生子、思納福醫(yī)療等企業(yè),開(kāi)始與國(guó)外企業(yè)同臺(tái)競(jìng)技。從市場(chǎng)角度看,北美依然是dPCR比較大的主導(dǎo)市場(chǎng),其次是亞洲和歐洲。由于性疾病和的高發(fā)病率以及患者對(duì)這些疾病的早期診斷意識(shí)的提高,亞太地區(qū)將成為dPCR增長(zhǎng)速度快的市場(chǎng)。伯樂(lè)、凱杰、賽默飛、羅氏、因美納等公司紛紛通過(guò)收購(gòu)、投資等方式布局dPCR業(yè)務(wù)。數(shù)字PCR的兩大應(yīng)用場(chǎng)景在于基因檢測(cè)、無(wú)創(chuàng)出生缺陷篩查。法國(guó)全自動(dòng)數(shù)字PCR儀器
經(jīng)過(guò)PCR循環(huán)之后,有一個(gè)核酸分子模板的反應(yīng)器就會(huì)給出熒光信號(hào),沒(méi)有模板的反應(yīng)器就沒(méi)有熒光信號(hào)。廣東臻準(zhǔn)數(shù)字PCR解決方案
Drop-off實(shí)驗(yàn)包括兩個(gè)針對(duì)相同擴(kuò)增子的TaqMan探針:與野生型序列互補(bǔ)而與突變位點(diǎn)不發(fā)生互補(bǔ)的Drop-off探針和與突變型和野生型基因都互補(bǔ)的Reference探針(如圖1A)。在野生型等位基因的存在下,Drop-off探針和Reference探針都將與目標(biāo)雜交,產(chǎn)生雙重陽(yáng)性信號(hào)(如圖1B,藍(lán)色群)。相反,如果存在突變的等位基因,即使一個(gè)核苷酸的突變也會(huì)阻止Drop-off探針與之雜交,因此只有Reference探針對(duì)目標(biāo)基因進(jìn)行退火,從而得到一個(gè)陽(yáng)性信號(hào)。廣東臻準(zhǔn)數(shù)字PCR解決方案
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