微滴式数字PCR

数字聚合酶链式反应（digitalpolymerchainreaction，dPCR）技术因具有高灵敏度、受基质干扰少等优势而被广用于转基因食品检测。本研究综述了数字PCR技术的原理、系统各部件的优劣势，梳理了数字PCR技术在转基因检测与溯源技术（标准物质）方面的进展和发展趋势，以期为转基因食品检测领域提供参考依据。dPCR的扩增过程大致上可以分为3步：样品的分散、样品的热循环扩增和样品的检测。对于数字PCR仪器系统，各个部件之间仍然有较大的改进空间，要发挥部件之间的协同作用是很重要的，而且有持续研究的价值。表1中总结了部分常见的数字PCR系统的类型，以及相对在硬件、便携性、性价比和自动化程度上的比较。数字PCR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。微滴式数字PCR

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。广东臻准数字PCR样品回收我国数字PCR市场的整体规模、公司影响力、行业话语权等也将迎来进一步提升，从而助推行业高质量创新发展。

常规PCR和实时荧光PCR定量检测都需要已知拷贝数的标准DNA制定标准曲线，由于样品测定在各种条件上不会完全一致，会造成PCR扩增效率的差异，从而影响定量结果的准确性。而ddPCR不受标准曲线和扩增动力学影响，可以进行定量。如何在双通道设置及双探针标记的情况下实现多重检测?不同位点的双探针检测体系中引物和探针采用不同的终浓度，这样阳性微滴的终点FAM/HEX荧光信号强度就会不同，利用阳性微滴不同的“分簇(cluster)”来区分不同的突变位点。采用对应的KRAS野生型和突变型细胞系对双重ddPCR检测体系的性能进行验证。结果显示除了Q61H位点外，其他位点的检测体系在54C的情况下均能很好的区分4个明显的cluster。

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。数字PCR是直接数出DNA分子的个数，是对起始样品的定量。

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。更多关于PCR的相关信息，欢迎咨询广州双螺旋科学仪器有限公司。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。华南地区赛默飞数字PCR分析应用

数字PCR的两大应用场景在于基因检测、无创出生缺陷筛查。微滴式数字PCR

在使用dPCR进行转基因检测时，通常直接参照qPCR的方法。使用不同技术对相同样品检测时，两种方法的灵敏度是否具有可比性成为关注的问题。Burns等21]使用Fluidigm公司的12.765（12板，每板765个微单元）芯片数字PCR分析仪测定标准物质ERM-AD413检测转基因玉米MON810。该小组应用dPCR技术评估在qPCR定义下的灵敏度数值，在拷贝数200-700之间，dPCR与qPCR的测量结果具有一致性。但与qPCR的灵敏度相比，dPCR在低于拷贝数200时有被低估的风险，在高于拷贝数1000时有被高估的风险。dPCR在同一阵列上同时测量转基因和内源性靶点时，需要稀释内源性靶点和转基因靶点在合理拷贝数范围内以保证dPCR测量结果的准确性。微滴式数字PCR

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