常州MicroDrop-100數(shù)字PCR原理

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2022-04-28

       基因檢測(cè)**前沿的兩種方法是:高通量測(cè)序(NGS)和數(shù)字PCR (dPCR)。


       高通量測(cè)序技術(shù)又稱“下一代”測(cè)序技術(shù),可以一次對(duì)幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)條DNA分子進(jìn)行序列測(cè)定,功能強(qiáng)大,但是實(shí)驗(yàn)操作較復(fù)雜,數(shù)據(jù)分析難度較大,檢測(cè)周期長(zhǎng),成本較高。數(shù)字PCR技術(shù)是目前**精細(xì)**靈敏的基因檢測(cè)技術(shù),借助微液滴或微腔室,通過(guò)單個(gè)模板分子的PCR擴(kuò)增,可實(shí)現(xiàn)不依賴于標(biāo)準(zhǔn)曲線和參照樣本的***定量。與NGS相比,數(shù)字PCR靈敏度高、檢測(cè)速度快、操作簡(jiǎn)便、結(jié)果易讀、成本低廉等優(yōu)勢(shì)使其更適合臨床檢測(cè),成為精細(xì)醫(yī)療實(shí)現(xiàn)平民化、大眾化的比較好選擇。    


       此外,數(shù)字PCR還在基因表達(dá)差異研究、拷貝數(shù)變異(CNV)研究、低豐度DNA模板分子的精確定量、甲基化含量鑒定、二代測(cè)序輔助建庫(kù)、CRISPR-Cas9基因編輯結(jié)果驗(yàn)證、轉(zhuǎn)基因成分的檢測(cè)、移植排異監(jiān)控、腸道菌群分析以及***基因組檢測(cè)等眾多領(lǐng)域中有著優(yōu)異的應(yīng)用。


分辨率——低至0.1倍基因表達(dá)差異。常州MicroDrop-100數(shù)字PCR原理

常州MicroDrop-100數(shù)字PCR原理,數(shù)字PCR

       MicroDrop-100微滴式數(shù)字PCR是具有國(guó)內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代JUE對(duì)定量PCR系統(tǒng),整套系統(tǒng)由MicroDrop-100A微滴生成儀、 MicroDrop-100B微滴檢測(cè)儀以及結(jié)果數(shù)據(jù)分析設(shè)備等構(gòu)成。系統(tǒng)通過(guò)自主設(shè)計(jì)的微流控芯片,利用油水相不兼容的原理,在2分鐘時(shí)間內(nèi)將PCR體系分割成100,000油包水的體系,每個(gè)體系為**的PCR反應(yīng)體系,體積約為0.2nL,單次實(shí)驗(yàn)一次可生成8個(gè)樣本的油包水體系。由于油包水體系的分割效應(yīng),使得數(shù)字PCR受PCRYi制物的影響相對(duì)較小,有利于復(fù)雜環(huán)境樣本的實(shí)驗(yàn)操作。區(qū)別于熒光定量PCR的過(guò)程性判讀方法,數(shù)字PCR結(jié)果判讀為終點(diǎn)法,故其對(duì)PCR擴(kuò)增效率的依賴也相對(duì)較小。  蘇州國(guó)產(chǎn)數(shù)字PCR代理商線性范圍達(dá)到6個(gè)數(shù)量級(jí),靈敏度低至萬(wàn)分之一。

常州MicroDrop-100數(shù)字PCR原理,數(shù)字PCR

研究方向

       病原微生物的檢測(cè)(***、細(xì)菌等)


       疾病預(yù)防控制中心、出入境檢驗(yàn)檢疫局系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室目前主要采用基于TaqMan探針?lè)ǖ亩縋CR體系對(duì)病原微生物進(jìn)行核酸水平的檢測(cè),而這些目前正在使用著的檢測(cè)體系可以無(wú)縫地轉(zhuǎn)移到QX200上,從而滿足該類實(shí)驗(yàn)室對(duì)于檢測(cè)結(jié)果的要求:靈敏度更高、重復(fù)性更好、無(wú)需依賴標(biāo)準(zhǔn)曲線的***定量結(jié)果,同時(shí)操作簡(jiǎn)便。


       對(duì)于其他類型的研究實(shí)驗(yàn)室,也可以利用ddPCR靈敏度高的特點(diǎn),對(duì)各種樣品中的病原微生物展開(kāi)***的研究。如HIV抗逆轉(zhuǎn)錄***治療過(guò)程中***殘留量的監(jiān)控;HBV耐藥突變的檢測(cè);HCV的分子分型;抗甲氧西林金黃色葡萄球菌的院內(nèi)***監(jiān)控;環(huán)境微生物不同功能基因之間的連鎖分析等等。

定量PCR和數(shù)字PCR的特點(diǎn):


       5. 目前定量PCR已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)高通量樣品條件下的自動(dòng)化操作。   

       6. 數(shù)字PCR在單分子層面上的***定量,可以徹底擺脫對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的依賴而直接給出靶序列的拷貝數(shù),提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果在批內(nèi)和批間的穩(wěn)定性,甚至能用來(lái)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)品進(jìn)行定標(biāo)。   

       7. 基于***定量的方式,數(shù)字PCR結(jié)果的高重復(fù)性和高精度可實(shí)現(xiàn)微小差異的基因表達(dá)分析,如等位基因的不平衡表達(dá)、單細(xì)胞基因表達(dá)分析、microRNA表達(dá)分析等等。所謂“微小差異”的標(biāo)準(zhǔn)一般而言是指表達(dá)水平的差異在2倍以內(nèi)。   

       8. 同等條件下,數(shù)字PCR在靈敏度方面擁有優(yōu)勢(shì),使得該技術(shù)已成為**的液態(tài)活檢、病原微生物檢測(cè)、轉(zhuǎn)基因成分測(cè)定、宿主殘留DNA分析等的熱門技術(shù)。


超高靈敏度,適用于稀有序列及稀有突變的檢測(cè)。

常州MicroDrop-100數(shù)字PCR原理,數(shù)字PCR

       CNV(Copy Number Variations,拷貝數(shù)變異)研究需要極高的定量精度以區(qū)別不同拷貝數(shù)之間的微小差異,測(cè)序方法適用于高于30%的變異率檢測(cè),而qPCR的比較**辨在1.5倍左右,數(shù)字PCR通過(guò)直接計(jì)數(shù)目標(biāo)基因與參照基因( 拷貝數(shù)為1的基因,例如RNaseP) 的數(shù)目,計(jì)算比值,直接得到目標(biāo)基因的拷貝數(shù)可以達(dá)到極高的拷貝數(shù)分辨精度。


       除此之外,dPCR在病原微生物檢測(cè)、microRNA研究、基因表達(dá)研究、NGS測(cè)序文庫(kù)的***定量、表觀遺傳學(xué)直接相關(guān)的DNA甲基化定量檢測(cè)、ChIP定量鑒定等領(lǐng)域的應(yīng)用都令人極為期待,而在轉(zhuǎn)基因成分鑒定、分子標(biāo)準(zhǔn)品精確定量、環(huán)境樣本檢測(cè)等具體的應(yīng)用方向上,已經(jīng)有大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和結(jié)果證明了dPCR技術(shù)的優(yōu)良性能。


20微升體系生成100,000微滴。蘇州國(guó)產(chǎn)數(shù)字PCR代理商

關(guān)于甲基化含量的鑒定。常州MicroDrop-100數(shù)字PCR原理

       數(shù)字PCR檢測(cè)及分析原理在上世紀(jì)90年代就被提出來(lái)了,但是無(wú)奈受限于當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件,樣本稀釋及分配都是靠手工來(lái)完成的,受到很多因素的干擾和限制;并且結(jié)果分析對(duì)于研究者來(lái)說(shuō)也十分枯燥與繁瑣,因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間dPCR發(fā)展停滯不前。后來(lái)由于微流控技術(shù)與微納集成制造工藝的發(fā)展解決了dPCR過(guò)程中的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,推動(dòng)了dPCR的研究與商業(yè)化的發(fā)展。


       目前根據(jù)dPCR樣本稀釋分配的方式,基本可分為三大類,一種是基于大規(guī)模集成微流控芯片;第二種是使用微反應(yīng)室/孔板;第三種是微滴式。但不論是走芯片式還是微滴式,其基本原理都是將大量稀釋后的核酸溶液分散至芯片的微反應(yīng)器或者微滴當(dāng)中,每個(gè)反應(yīng)器的核酸模板數(shù)少于1或者等于1。經(jīng)過(guò)PCR擴(kuò)增之后,有一個(gè)核酸分子的模板的反應(yīng)器就會(huì)給出熒光信號(hào),沒(méi)有模板的反應(yīng)器沒(méi)有熒光信號(hào)。根據(jù)相對(duì)比例和反應(yīng)器的體積,可以推算出原始溶液的核酸濃度。 常州MicroDrop-100數(shù)字PCR原理

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