华南地区一体化数字PCR性能特点

时间:2023年01月02日 来源:

基于数字PCR技术平台,塔歌生物成功地开发了胎儿染色体非整倍体(T21,T18和T13)无创产前筛查试剂盒(数字PCR-NIPT),并已完成数百例临床样本验证。数字PCR-NIPT的阳性检出率和NGS相似,且成本接近血清学,可以在上述应急策略中取代血清学作为灵敏度和特异性更高的初筛方法,以有效提高阳性检出率,降低需要复筛的假阳性样本数和节省总的筛查成本。数字PCR应用前景广阔,可用于病原微生物检测、基因检测、无创产前筛查、测序结果验证等领域。但目前,大多数医院采购的数字PCR仪器是用于科研层面,在临床应用上仍处于起步阶段,未得到普遍应用。模板 DNA 量越多,荧光达到域值的循环数越少,即 Ct 值越小。华南地区一体化数字PCR性能特点

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。法国全自动数字PCR市场前景目前dPCR中体积优化方法以光学显微镜观测为主。

数字PCR产品的发展,为不同场景下的多样化核酸检测需求提供了新的思路,尤其是在医学检验方面,在 性疾病早期检测、病症的液体活检、无创产前检查等领域展现出良好的应用前景。实现 性疾病早期高效检测——以病毒为例,有病毒检测、和临床样本病毒载量评估He监测环境病毒载量二代荧光定量PCR检测技术是目前病毒检测的"金标准",但由于病毒探针结合位点突变、样本病毒载量不足等原因,在临床检测过程中经常出现假阴性结果,由于数字PCR具有更高的灵敏度、精细度,以及其适合痕量样本检测的特性,能够检测出荧光定量PCR检测过程中错过的 ,可作为后者的补充。在人群筛查及临床诊疗中,为科学选取采样方式,需要评估不同临床样本病毒载量,如鼻咽拭子、血尿、粪便、肺泡灌洗液等,由于数字PCR可提供一定程度上量化指标,为采样方法的选取提供了参考,从而提高检出率。在外防输入的战略要求下,环境病毒检测工作尤为重要,数字PCR可对低核酸丰度样本进行有效检测,包括从不同环境中取样的样本,如病房、医院卫生间、实验室等等,在病情防控中起到了不可忽视的作用。此外,数字PCR的应用场景还有病程不同阶段的病毒载量评估、核酸参考品制备、抗病毒药物研发等环节。

微滴数字PCR主要是将两种互不相溶的液体,以其中一种作为连续相(油),另一种作为分散相(水),在水/油两相表面张力和剪切共同作用下分散相以微小体积单元的形式存在于连续中,从而成液滴。这种液滴式的反应腔室具有体积小、样品间无扩散等优势。在ddPCR中,利用微滴发生器可以一次生成数万乃至百万个纳升甚至皮升级别的单个油包水微滴,作为数字PCR的样品分散载体。这里,液滴中包裹了单拷贝DNA模板和PCR反应液,然后将液滴收集在PCR反应管中进行扩增。PCR反应结束后检测每个微滴的荧光信号。目前Bio-Rad公司的QX100系统、QX200系统均为采用液滴技术的数字PCR系统。图6.Bio-Rad的液滴数字PCR系统杨雁峰博士坚信数字PCR是可以应用于无创产前筛查的理想技术之一,这也是他2016年创立塔歌生物的初衷。

目前全球数字PCR的市场规模约1.5亿-2.5亿美元,约占荧光定量PCR市场规模(约20亿美元)的10%,但增长趋势明显,有望逐步替代荧光定量PCR技术。目前国际市场有伯乐、赛默飞、凯杰、Stilla、罗氏等主要数字PCR玩家。根据MordorIntelliaence研究报告预测,2019-2024年全球qPCR和dPCR市场将以8.8%的年复合增长率增长,从2014年的41.13亿美元增长到2024年的62.7亿美元。其中,dPCR的增速更快达11.9%,将从2014年的4.75亿美元,增长到2024年8.34亿美元,为PCR检测带来极大的市场。但其预测的发展趋势仍有参考价值。在数字PCR赛道,塔歌生物将加速胎儿染色体非整倍体无创产前筛查注册证的申报。法国双螺旋生物仪器数字PCR系统

全自动数字PCR平台,让数字PCR真正迈入新时代,助推数字PCR普及应用。华南地区一体化数字PCR性能特点

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。华南地区一体化数字PCR性能特点

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