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數字PCR技術發展和原理

更新時間:2021-08-27

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 在定量PCR時,我們常常糾結一個問題,究竟是相對定量還是定量呢?如今,你無需糾結了,因為數字PCR(digitalPCR)來了。盡管這兩種技術有些類似,都是估計起始樣品中的核酸量,但它們有一個重要的區別。定量PCR是依靠標準曲線或參照基因來測定核酸量,而數字PCR則讓你能夠直接數出DNA分子的個數,是對起始樣品的定量。因此特別適用于依靠Ct值不能很好分辨的應用領域:拷貝數變異、突變檢測、基因相對表達研究(如等位基因不平衡表達)、二代測序結果驗證、miRNA表達分析、單細胞基因表達分析等。[1-2]
  技術發展
  20世紀末,Vogelstein等提出數字PCR(digitalPCR,dPCR)的概念,通過將一個樣本分成幾十到幾萬份,分配到不同的反應單元,每個單元至少包含一個拷貝的目標分子(DNA模板),在每個反應單元中分別對目標分子進行PCR擴增,擴增結束后對各個反應單元的熒光信號進行統計學分析。[1][3]
  數字PCR是一種核酸分子定量技術。當前核酸分子的定量有三種方法,光度法基于核酸分子的吸光度來定量;實時熒光定量PCR(RealTimePCR)基于Ct值,Ct值就是指可以檢測到熒光值對應的循環數;數字PCR是的定量技術,基于單分子PCR方法來進行計數的核酸定量,是一種定量的方法。主要采用當前分析化學熱門研究領域的微流控或微滴化方法,將大量稀釋后的核酸溶液分散至芯片的微反應器或微滴中,每個反應器的核酸模板數少于或者等于1個。這樣經過PCR循環之后,有一個核酸分子模板的反應器就會給出熒光信號,沒有模板的反應器就沒有熒光信號。根據相對比例和反應器的體積,就可以推算出原始溶液的核酸濃度。
  原理
  PCR實際上是一個在模板DNA、引物(模板片段兩端的已知序列)和四種脫氧核苷酸等存在的情況下,DNA聚合酶依賴的酶促合成反應,擴增的特異性取決于引物與模板DNA的特異結合。
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