目前dPCR主要有两种形式,芯片式和液滴式,但基本原理都是将大量稀释后的核酸溶液分散至芯片的微反应器或微滴中,每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个。这样经过PCR循环之后,有一个核酸分子模板的反应器就会给出荧光信号,没有模板的反应器就没有荧光信号。根据相对比例和反应器的体积,就可以推算出原始溶液的核酸浓度。可以使用几种不同的方法来分配样品,包括微孔板,毛细管,油乳剂和带有核酸结合表面的小型化腔室阵列。样品的分配使人们可以通过假设分子种群遵循泊松分布来估计不同分子的数量,根据泊松分布的原理,反应体系中目标分子的拷贝数可以通过公式A=-ln[(N-X)/N]*N计算,从而解决了多个目标分子存在于单个液滴中的可能性。在dPCR中,样品被分区,使得样品内单个的核酸分子被定位并被集中在许多分离的区域内。广州数字PCR性能特点
数字PCR平台的评价指标有:分割单元数,荧光通道数,操作复杂性和污染风险。但是重要的是检测准确性,评估数字PCR平台的一种方法是使用多个数字PCR平台互相验证,另一种方法是使用定值准确的标准物质。目前的三代的PCR技术各有各的优缺点,也各有各的应用领域,并不是一代取代一代的关系。技术的不断进步给PCR技术注入了新的活力,使其能解锁一个又一个的应用方向,使核酸检测更方便、更准确。目前dPCR仪器的价格仍然十分昂贵,但随着系统加工工艺的改进以及使用较便宜的材料,聚合成更小的体积[556],其价格将会不断的降低,使其应用到更多的检测中。华南地区进口数字PCR原理dPCR在转基因检测方面的应用仍处于研究和探索的阶段。
根据泊松分布的定义和适用条件可知,如果我们设微液滴总数为N,投入的靶序列拷贝数为M,那么“每个微液滴中的靶序列拷贝数”的概率分布是近似满足泊松分布的。理解之前,首先要明确一点,在检测的过程中,并不是说一个样本中检测到了几个亮点,这个反应当中就有几个目标基因的拷贝。因为目标基因的片段,在微滴当中的分布,是符合泊松分布的(也就是说进不进的概率相等,并且相互独立)。所以,一个发光的微滴中,可能有一个或者三个四个,甚至更多个目标基因的拷贝。因此,发光的微滴数与原始的基因拷贝数并不是一对一的对应关系。
数字PCR技术流分类目前,dPCR的基本方法都已经建立,根据反应单元的不同形式,主要可分为微板式、微腔式和和微滴式三大类系统。微液滴制备的方法,目前主流的有四种:1)芯片微孔物理分割法,俗称物理分隔法,公司有Fluidgm,Qiagen,Roche,ThermoFisher,;2)液滴分割法,俗称油包水,代替公司有Bio-Rad;3)杂交式芯片液滴法,公司有Stilla;4)注射振动制滴法。PS:芯片式物理分割技术所有已经过期,目前有不少公司在这个技术的基础上进行开发,例如罗氏。dPCR的测量结果通常表示为含量,即拷贝数转基因质量百分比,而QPCR结果通常表示为拷贝数的质量分数。
在PCR进行的过程中,首先是引物和探针分别结合,然后开始扩增。如果一个微滴当中有目标基因的片段,Taqman探针就会被酶切碎,荧光基团和淬灭基团分离。在后面的检测过程中,荧光基团被激发光路激发之后就会发荧光。如果没有,Taqman探针就不会被切碎,在后面的检测过程中,荧光基团吸收到激发光的能量,就会被淬灭基团给淬灭,那么仪器就检测不到这个微滴的信号。检测的过程中,并不是说一个样本中检测到了几个亮点,这个反应当中就有几个目标基因的拷贝。因为目标基因的片段,在微滴当中的分布,是符合泊松分布的(也就是说进不进的概率相等,并且相互独立)。所以,一个发光的微滴中,可能有一个或者三个四个,甚至更多个目标基因的拷贝。因此,发光的微滴数与原始的基因拷贝数并不是一对一的对应关系。数字以灵敏度和准确度测量突变的变异程度、检测稀有的DNA靶拷贝以及解析拷贝数变 异状态。华南地区臻准数字PCR
影响dPCR定量结果的因素:仪器采用的分散方式与数量、溶液稀释方法、分散体积的准确性以及结果表达方式。广州数字PCR性能特点
dPCR的测量结果通常表示为含量,即拷贝数值或转基因质量百分比,而QPCR结果通常表示为拷贝数的质量分数。目前市场上可购买到大多数转基因标准物质,以qPCR定值的标准物质是以拷贝数(单倍体基因组当量)的质量分数来表示特性量;以dPCR定值的标准物质直接采用拷贝数比例来表示特性量。不同方法使用不同的表示方式,会造成测量结果不可比。因此质量分数、拷贝数和拷贝数比例之间的关系需要转化,才能得到单位一致,数值可比的数据。EU联合研究中心建议使用转换因子从拷贝数换算到质量分数。广州数字PCR性能特点
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