聚合酶链式反应(polymerasechainreaction,PCR)提出至今已有20年时间,期间PCR已发展成为分子生物学领域的一项关键技术和常规技术,极大地推动了生命科学各个领域的发展。特别是90年代后期,美国ABI公司推出的实时荧光定量PCR(realtimePCR,qPCR)技术及相关产品更是将PCR由体外合成及定性/半定量检测技术发展成为一种高灵敏、高特异性和精确定量的基因分析技术。尽管经过十几年时间的迅速发展,qPCR 技术已经用于除外伤和营养缺乏症外所有疾病的诊断,但是,在 PCR扩增过程中影响其扩增效率的因素有很多,不能保证在反应过程中扩增效率保持不变和实际样品与标准样品以及不同样品之间的扩增效率是相同的,由此导致其定量分析所依赖的基础——循环阈值(CT)不是恒定不变的。因此 qPCR 的定量只是“相对定量”,其准确度和重现性依然不能够满足分子生物学定量分析的要求。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方案
***代PCR技术是常规PCR技术,对目的基因扩增后进行凝胶电泳,将扩增条带与已知浓度的标准品比较,得到定性结果,但在产物分析时需要开盖操作,容易引起交叉污染,导致假阳性。第二代PCR技术是在PCR反应体系加入荧光基团,利用荧光信号累积实时监测整个PCR反应进程,通过相关数据分析方法对目的基因进行定量分析的技术。数字PCR是第三代PCR技术,是一种采用微流控或微滴化的方法将稀释后的待测样品核酸溶液分散至微反应器或微滴中再在相同条件下进行单分子PCR,检测每一个微反应器或微滴中荧光信号通过直接计数或泊松分布修正得到原始浓度或含量的核酸分子***定量技术。目前大致可分为三类:微反应室/孔板数字PCR、大规模集成微流控芯片数字PCR、液滴数字PCR。云南准确数字PCR共同合作数字PCR分区方法主要包括3种:微流体数字PCR、微滴数字PCR和芯片数字PCR。
优势:不依赖Ct值,无需标准曲线,即可实现真正的***定量高精确度、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%。对干扰分子(背景信号、PCR抑制剂等)耐受度高,通过信号的“有”“无”定量而不是Ct值。数字PCR研究基因表达遇到基因丰度非常低的,或者样本浓度低的,可以选择数字化PCR,通常CT值大于30的时候,荧光定量qPCR的精确度和重复性会**降低,这个时候可考虑数字化PCR。外泌体里面的micRNA含量是非常低的,提取外泌体也是个非常费时费钱的事情,千辛万苦提取出来的样本,保险起见,用数字化PCR是非常不错的一个选择,而且也非常便宜。
该技术提出至今虽然只有十几年时间,但是由于其独特的技术优势和应用前景,使得其产业化发展相当迅速。迄今为止,已有包括Fluidigm和 Bio-Rad等几家公司相继推出了数字 PCR 产品,并已经应用于单细胞分析、**早期诊断和产前诊断等研究领域。目前,有关数字 PCR 技术的综述类文献并不多见,本文将在现有文献基础上,对该技术的原理、定量方法、分类及应用进行评述,并对发展趋势进行展望。数字 PCR 技术提出至今,相关技术和产业化发展都非常迅速。迄今为止,数字 PCR 技术主要有三类: 微反应室/孔板、大规模集成微流控芯片和液滴数字PCR系统。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。
甲基化分析:DNA甲基化是哺乳动物DNA的一种常见表观遗传修饰,它通过调节细胞中的基因表达从而在发育和疾病过程中发挥了重要的作用。异常的DNA甲基化涉及整个基因组的整体低甲基化和位于基因启动子区域和基因间DNA的CpG岛的局部超甲基化,这是人类恶性**中一个常见的表观遗传改变。基于PCR的方法已经被***的应用于DNA甲基化的评估,其原理是先采用亚硫酸氢盐来处理DNA,这会通过脱氨基作用将未甲基化的胞嘧啶转换为尿嘧啶,然后设计与这些DNA进行特异结合的引物和探针进行扩增检测。然而,传统的PCR检测容易受到PCR抑制剂的影响,在非甲基化等位基因的背景下进行稀有甲基化等位基因检测的敏感性有限。而数字PCR是在无数个**的分隔之中进行反应,因此彼此之间较少受到抑制剂的影响,能够对传统方法检测不到的罕见甲基化等位基因进行精细的检测,未来有望将DNA甲基化作为一个具有区域性*变的预测指标或者**风险生物标志物来使用。高效筛查胎儿疾病,提高无创产检普及性和依从性。云南数字PCR数字PCR共同合作
提高检测自动化程度,实现一键式检测的自动化检测流程。江苏高精确度数字PCR方案
常规PCR和实时荧光PCR定量检测都需要已知拷贝数的标准DNA制定标准曲线,由于样品测定在各种条件上不会完全一致,会造成PCR扩增效率的差异,从而影响定量结果的准确性。而ddPCR不受标准曲线和扩增动力学影响,可以进行***定量。dPCR也有一些缺点,数字PCR系统成本高,通量有限、操作繁琐等不足。芯片式dPCR由于芯片加工成本高,系统复杂度高,使得商业化优势不是特别明显,特别是目前大多数分子诊断qPCR也能够很好的满足需求,dPCR增加的收益成本比并不算高。液滴式相对芯片式成本有所下降,但典型的液滴式dPCR液滴形成和PCR扩增和检测都分别在不同仪器中完成,增加了很多操作,也增加了系统的复杂性,从这点上看全自动荧光定量PCR做的更好。江苏高精确度数字PCR方案