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【干货分享】第五期:数字PCR知多少

在PCR扩增阶段,数字PCR先将样品稀释到单分子水平,再平均分配到几十至几万个单元中进行反应。

2022-02-21

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在定量PCR时,我们常常纠结一个问题,究竟是相对定量还是绝对定量呢?如今,你无需纠结了,因为数字PCR(digital PCR)来了。尽管这两种技术有些类似,都是估算起始样品中的核酸量,但它们有一个重要的区别:定量PCR是依靠标准曲线或参照基因来测定核酸量,而数字PCR则让你能够直接数出原始拷贝数,是对起始样品的绝对定量。


01.

数字PCR原理:

数字PCR一般包括两部分内容,即PCR扩增和荧光信号分析。

在PCR扩增阶段,数字PCR先将样品稀释到单分子水平,再平均分配到几十至几万个单元中进行反应。与qPCR对每个循环进行实时荧光测定的方法不同,数字PCR是在扩增结束后对每个反应单元的荧光信号进行采集,有荧光信号记为1,无荧光信号记为0,有荧光信号的反应单元中至少包含一个拷贝。






数字PCR原理示意图


02.

数学原理:泊松分布校正

由于dPCR是一种终端分析法,如果目标分子没有很好的离散化,如一些小室在结束时具有不止一个的靶标,那么理论上结果得到的浓度可能就会弃之不用,这就是泊松统计发挥作用的地方。采用泊松概率分布公式(Poisson distribution)进行计算,根据数字PCR反应单元总数和有荧光信号的单元数以及样品的稀释倍系数,就可以得到样本的最初拷贝数(浓度)。


03.

数字PCR的历史

1999年,Vogelstein和Kinzler首次提出了数字PCR概念。2006年,Fluidigm公司推出了第一台基于芯片的商品化数字PCR系统,而后QuantaLife又利用油包水微滴生成技术开发了微滴式数字PCR技术。在QuantaLife公司被Bio-Rad公司收购后,其微滴式数字PCR仪产品更名为QX100型号仪。2013年,该公司又推出了升级型号QX200。

利用微滴发生器可以一次生成数万乃至数百万个纳升甚至皮升级别的单个油包水微滴,该微滴是数字PCR的样品分散载体;PCR反应结束后再利用检测仪器检测每个微滴的荧光信号。大量的微滴提供了足够的精确度,能准确测定拷贝数状态。微滴式数字PCR(ddPCR)的出现使得数字PCR的灵敏度上升到了新的台阶。


04.

数字PCR的应用

目前,数字PCR在液体活检中具有广泛的应用,包括基因表达差异化研究、基因组学及表观遗传学研究等。其在低浓度和低丰度病原体中的绝对定量、无标准品病原体绝对定量中的应用也逐渐凸显,特别是随着新冠疫情的发展,对于低拷贝数样本的检测逐渐成为了研究热点与关注焦点。 

伯杰医疗始终坚持创新,致力于成为真正的“病原体诊断专家”。目前,伯杰技术服务部已推出新型冠状病毒、流感病毒、诺如病毒等病原体数字PCR检测服务。

Stilla数字PCR仪工作流程

该项服务基于伯杰医疗近期引进的法国stilla数字PCR仪,仪器采用最新的油包水微滴生成技术,灵敏度可达0.2拷贝/uL;同时,该数字PCR平台将结合伯杰先进的测序技术,更深入地在呼吸道病原体检测领域谱写新篇章!


●第一期:q-PCR阴性样本扩增曲线下沉?

●第二期:颜色补偿那些事儿

●第三期:分析PCR结果,还在使用自动阈值线?

●第四期:PCR结果分析,自动基线也别用啦



关于伯杰医疗

上海伯杰医疗科技有限公司是一家致力于感染性病原体分子诊断试剂研发和应用,深耕于多重荧光 PCR 诊断试剂和痕量病毒二代测序试剂及相关服务的国家高新技术企业。公司围绕感染性病原体这一主线,从诊断试剂、诊断仪器、测序服务和医检所服务等多个面提供全套解决方案。公司秉承“勇于创新,质量为先”的方针,为医疗机构、疾控公卫、高校科研等合作伙伴提供优质产品与服务。

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