德国国产数字PCR

在荧光定量PCR应用已经如此的情况下，缘何数字PCR仍然能横空出世？中心点在于荧光定量PCR尽管为科研和临床市场应用提供了非常重要的检测工具支撑，但仍然有尚未被满足的客户需求。荧光定量PCR需要基于标准品制作的标准曲线进行定量，属于相对定量，操作较为复杂，且终端用户对其结果的重复性、灵敏性、精密度、分辨率、对PCR反应抑制剂的耐受性等方面有更高的期待。数字PCR通过将反应体系进行有限稀释至成千上万的反应单元中，实现了核酸靶标的单分子扩增。PCR扩增结束后，基于终点法对阳性液滴数和总液滴数进行计数，结合泊松分布原理，从而实现对起始样本的定量。其极大地简化了操作步骤，并且大幅提高了检测性能，尤其在低丰度或较低丰度的核酸检测上（灵敏性可达0.001-0.0001%），其优异的性能得到了终端用户的认可。在使用dPCR进行转基因检测时，通常直接参照qPCR的方法。德国国产数字PCR

ThermoFisherQuantStudio3D是另一个经典的芯片式数字PCR平台，其基本的检测流程是：将反应液加入到涂布器中，通过涂布器将反应液均匀涂布在有20000个微孔的芯片上，将芯片放在PCR仪上扩增，将芯片放入读取仪中采取拍照的方式读取荧光信号。操作较为复杂，整个过程在封闭的芯片中进行，污染的风险较低。STILLANaica是一个较新的数字PCR平台，基本的检测流程是：将反应液加入芯片，将芯片放入微滴生成扩增系统，生成30,000个微滴单层平铺于芯片中，PCR扩增在芯片上完成。然后将扩增后的芯片转移至微滴阅读分析系统，采取拍照的方式读取荧光信号。由于整个过程在封闭的芯片中进行，污染的风险较低。数字PCR技术3D数字PCR是基于纳米流体芯片进行检测，通过一次检测，将样品分到数千个单独的PCR。

了解泊松分布，我们先要从二项式分布说起，二项式分布是一个离散概率分布，它给出了m次试验中k次成功的可能性，每次试验的概率为p，例如当掷骰子时，二项分布给出了在10次试验中恰好有7次掷出4的概率。在数字PCR的情况中，投掷骰子类似于将一个目标实体随机“投掷”到一组分区中，当目标落在选定的分区中时，就是成功。如果有n个分区，并且分区过程是完全随机的，则目标出现在所选分区中的概率为1/n。该试验重复m次，样品中的每个分子一次。如下所示的二项式分布给出了k个成功的概率，即所选分区恰好包含k个分子的概率。数字PCR通常采用大量分区。当n很大，并且尝试成功的概率(1/n)很小时，二项分布可以近似为泊松分布。

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。20世纪末，Bert Vogelstein等提出数字PCR的概念。

数字PCR是一种核酸分子定量技术。当前核酸分子的定量有三种方法，光度法基于核酸分子的吸光度来定量；实时荧光定量PCR（RealTimePCR）基于Ct值，Ct值就是指可以检测到荧光值对应的循环数；数字PCR是的定量技术，基于单分子PCR方法来进行计数的核酸定量，是一种定量的方法。主要采用当前分析化学热门研究领域的微流控或微滴化方法，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。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。法国赛默飞数字PCR原理

PCR本质上是将一个传统的PCR反应分成了数万个PCR反应。德国国产数字PCR

数字PCR技术的出现不是为了完全取代原有分子诊断技术，而是更好的补充和完善现有技术平台。数字PCR为不同应用场景下的多样化核酸检测需求提供了新的思路，尤其是在临床检测方面，在 性疾病早期检测、 疾病的伴随诊断、生殖遗传筛查等领域展现出良好的应用前景。国产数字PCR企业在商业化应用方面，也不断“攻城略地”。新羿生物在检测及 疾病伴随诊断方面开发了一系列试剂盒，并积极推进注册临床试验；领航基因聚焦在血流 （脓毒症）及呼吸道 领域，相继推出了多款病原菌检测试剂盒；锐讯生物聚焦于检测，2020年其产品获得FDA紧急授权。除此之外，在公共卫生领域，国产数字PCR企业针对食源性致病菌、鼠疫、虫媒病毒等，也推出多种检测试剂盒。德国国产数字PCR

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