数字PCR及其在现代医学分子诊断中的应用

数字PCR(digital PCR,dPCR)技术被认为是精确定量核酸分子的全新技术手段,因为具有较高的灵敏度和特异性等特点而得到迅速发展。数字PCR在临床上的多个领域展现出良好的应用前景,比如肿瘤液体活检、器官移植物损伤评估、无创产前筛查、病原微生物分子诊断以及二代测序文库质控和结果验证等。本文就数字PCR在上述领域中的应用研究及其进展进行综述。     

绝对定量的多聚酶链式反应技术的发展现状及其生物医学应用

自1985年Mullis发明了体外多聚酶链反应(PCR)至今,PCR已经发展到第三代技术,即绝对定量的数字化PCR.PCR技术自问世以来,在遗传病、病原体、癌基因等分子诊断领域和法医鉴定等方面发挥了巨大作用.本文简要介绍了PCR技术的发展历程,综述和讨论了绝对定量的数字化PCR的技术路线和应用进展,总结提出了其进一步发展面临的问题,并展望了数字PCR技术在生物医学方面的发展前景.     

实时荧光定量PCR技术及其在昆虫学研究中的应用

实时荧光定量PCR(real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction, FQ-PCR)是一种利用荧光信号实时监测体外DNA分子PCR复制过程中每个循环的扩增产物,从而实现对DNA模板进行定量分析的技术,具有准确、快速、灵敏、特异等优点,在动植物基因工程、动植物检疫、微生物鉴定与分类、食品安全检测和医学等领域中得到广泛应用。本文对实时荧光定量PCR技术的原理、优缺点及近年来新的荧光探针的原理、类型进行了评述,并对实时荧光定量PCR技术在昆虫学研究中的应用进行了综述。     

PCR用于病毒学领域的研究现状

最近3年兴起的一项新技术称为聚合酶链锁反应(Polymerase Chain Reaction,简称PCR),又称无细胞分子克隆系统或特异性DNA序列体外引物定向酶促扩增法,是基因扩增技术的一次重大革新。可将极微量的靶DNA特异地扩增上百万倍,从而大大提高对DNA分子的分析和检测能力,能检测到单分子DNA或对每10万个细胞中仅含1个靶DNA分子的样品,因而此方法立即在分子生物学、微生物学、医学及遗传学等各领域广泛应用和迅速发展。目前国内外都相继将PCR用于病毒学检验和研究,文献逐年增多,据Medline CD-Rom文献光盘检索:1987年至1989年分别为75、280和860篇,1990年已增至1697篇,美国已出版了PCR专著。由于PCR具有敏感、特异、快速、简便等优点,已在病毒学领域中显示出巨大的应用价值和广阔的发展前景。     

简单重复序列间扩增分子标记技术及其应用

简单重复序列间扩增(ISSR)技术是在PCR基础上发展起来的一种新型的分子标记技术,因其标记通常为显性标记,呈孟德尔遗传,且在进行PCR反应时,稳定性和多态性均很好,而成为是非常理想的分子标记技术.将从ISSR分子标记技术的原理及其在绘制DNA指纹图谱、遗传多样性分析、种质鉴定等领域的应用进行综述.     

AFLP标记及在微生物和动物中的应用

AFLP是在PCR和RFLP基础上发展起来的新一代分子标记技术,具有稳定好、分辨率高和效率高等特点。AFLP技术现已广泛应用于微生物和动物方面的研究,在构造遗传图谱、遗传多态性研究、育种辅助选择等多领域中有着其它分子标记技术不可比拟的优势,广泛应用于微生物和动物的研究。     

数字PCR技术在核酸标准物质研制中的应用

在标准物质研制领域,生物标准物质的研制逐渐成为了研究热点,同时基于核酸的检测技术的开发与应用又推动了核酸标准物质的进程。核酸标准物质需要高级别、精准的定值方法,数字PCR作为单分子定量技术得到了广泛的应用。数字PCR是一种测定核酸分子的绝对定量方法,如微滴式数字PCR是采用油包水形成的微滴作为反应室,将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中进行扩增反应,再通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数,从而达到精确定量核酸拷贝数的目的。综述了近年来关于数字PCR及其在核酸标准物质研究领域的最新应用进展,重点综述了其在转基因检测、医疗诊断等领域的应用进展,以期为核酸标准物质的研制提供参考。     

核酸检测技术在水产养殖病原诊断中的应用

目前核酸检测技术在水产养殖疾病诊断中已广泛应用。现就国内外研究发展动向,对分子杂交技术、PCR技术、PCR分子杂交联用技术、PCR免疫学联用技术、16SrRNA技术和限制性酶切技术等方法进行综述,详细阐明了各个技术的原理、特点及应用。病原体遗传背景的研究状况为决定是否应用这些方法的关键。     

分子生物学技术在生物修复中的应用研究进展

随着分子生物学技术如分子杂交、PCR、电泳技术等的发展,微生物学研究领域发生了深刻的变革,灵敏的检测和精确的细菌鉴定成为可能.微生物分子生态学作为分子生物学与微生物生态学交叉而形成的学科,在生物修复方面得到广泛应用.从分子生物学实验技术角度综述了各种微生物分子生物学技术在生物修复中的应用研究情况.     

同步PCR技术及其在植物核酸分子定量中的应用

同步PCR是一种集生化、光电和计算机技术于一体的封闭式DNA扩增系统,采用荧光染料将扩增与检测过程结合在一起,实现了在PCR过程中在线显示PCR反应,通过检测荧光强度来绝对定量起始模板的拷贝数.该技术大大简化和加速了核酸分子的定量过程,不仅快速、灵敏、准确、重复性好,而且很容易计算出待测样品中核酸分子的绝对起始拷贝数.同微阵列等分子生物技术一起,同步PCR技术将会在功能基因解析和病害分子诊断等方面发挥重要作用.本综述除了介绍同步PCR技术的原理和应用外,还介绍了定量拟南芥Aux/IAA基因的转录水平的实验,并就同步PCR操作过程中的问题进行了讨论.     

同步PCR技术及其在植物核酸分子定量中的应用

同步PCR是一种集生化、光电和计算机技术于一体的封闭式DNA扩增系统,采用荧光染料将扩增与检测过程结合在一起,实现了在PCR过程中在线显示PCR反应,通过检测荧光强度来绝对定量起始模板的拷贝数。该技术大大简化和加速了核酸分子的定量过程,不仅快速、灵敏、准确、重复性好,而且很容易计算出待测样品中核酸分子的绝对起始拷贝数。同微阵列等分子生物技术一起,同步PcR技术将会在功能基因解析和病害分子诊断等方面发挥重要作用。本综述除了介绍同步．PCR技术的原理和应用外,还介绍了定量拟南芥,Aux／正4,4基因的转录水平的实验,并就同步PCR操作过程中的问题进行了讨论。     

分子诊断技术的临床应用进展

分子诊断技术主要包括核酸分子杂交技术、核酸扩增技术、基因芯片技术、基因测序技术,已广泛应用于临床各科。比如在肿瘤疾病中应用荧光原位杂交技术(FISH)检测乳腺癌中HER-2基因扩增,应用基因芯片技术检测胃癌进程中基因拷贝数变化,应用高通量测序技术(HTS)检测肺癌中的EGFR基因突变;在遗传病中应用FISH技术针对唐氏综合征进行产前诊断,应用数字PCR技术进行无创产前筛查,应用HTS技术进行Hermansky-Pudlak综合征的诊断;在感染性疾病中应用RT-PCR试剂盒进行新冠肺炎的检测,应用基因芯片技术筛选抗生素抗性基因,应用HTS技术进行耐药基因的筛选等。本文主要介绍分子诊断技术在这三大类疾病领域的临床应用最新进展。     

核苷酸类似物应用于定向分子进化的研究

核苷酸类似物具有能与天然DNA／RNA中的相应碱基配对的特性,因而在核酸的分子进化及其结构和功能研究领域中具有独特的作用。近年来,核苷酸类似物在迅速发展的定向进化研究领域中,如易错PCR、重组突变以及饱和诱变等技术中,有了越来越多的应用并已取得了许多重要的成果。该介绍应用核苷酸类似物的一些定向进化技术;核苷酸类似物对进化理论研究的贡献及其发展前景。     

单分子PCR技术及其应用

常规PCR技术大都以大量DNA分子(一般为105个以上)为模板进行DNA扩增。新近发展起来的单分子PCR技术是一种以极少量DNA分子(1、5或10个分子)为模板进行扩增的技术。在高保真度DNA聚合酶作用下,单分子PCR技术能扩增出高度一致的DNA;在低保真度DNA聚合酶作用下,单分子PCR技术又能构建出含有大量突变基因的DNA库。该将介绍单分子PCR的基本原理、实验步骤、特点及其应用。     

AFLP分子标记技术在中药研究中的应用进展

AFLP(扩增片段长度多态性)分子标记技术是一种结合了RFLP和PCR技术的新型分子标记技术,在药物研究领域的应用日趋广泛。简述了AFLP分子标记技术的基本原理、技术特点与优势,重点阐明其在中药研究中的应用进展,并对其前景进行了讨论与展望。     

微生物酶的分子改性和人工进化的研究进展

运用分子生物学技术对微生物来源的酶进行分子改性和人工进化在过去几年中取得了令人瞩目的进展。本文综述了用于酶分子改性和人工进化的主要分子生物学方法,如易错PCR技术、DNA体外随机拼接技术等及其在酶的分子进化和改性中应用成就。     

基于数字PCR的单分子DNA定量技术研究进展

数字PCR是一项针对单分子目标DNA的绝对定量技术．该技术是将含有DNA模板的反应溶液分配到大量独立的反应室中并且发生扩增反应,通过统计反应室中的阳性信号来定量DNA的拷贝数．DNA样品在反应室中随机和独立分布是单分子成功扩增和准确定量DNA拷贝数的关键因素．本文综述了数字PCR的发展历史、数字PCR与实时荧光定量PCR的区别,以及数字PCR在临床诊断、转基因成分定量、单细胞基因表达、环境微生物检测和下一代测序等方面的最新进展,并展望了该技术的应用前景．     

实时荧光定量PCR技术在鱼类病害研究中的应用

实时荧光定量PCR技术是一种新的核酸定量技术,通过检测PCR产物中荧光信号强度达到定量的目的,与常规PCR相比,具有无污染、特异性强、检测灵敏、定量准确等特点,该技术在分子诊断、动植物检疫等方面得到了广泛的应用.目前水产养殖业处于飞速发展时期,其中鱼类的病害问题也日益突出,为了预防和控制鱼类病害,实时荧光定量PCR技术已逐渐应用于鱼类病害的研究中.该文将从实时荧光定量PCR的技术原理、主要类型以及实时荧光定量PCR技术在鱼类病害研究的应用研究作一综述.     

数字PCR技术原理及应用

数字PCR(d PCR)是近年来引起重视并迅速发展起来的一种突破性的核酸定量分析技术。该技术先将核酸模板进行稀释,分配到大量独立的反应单元中,使每个反应单元中只有单个模板分子,然后进行PCR扩增反应,扩增结束后对每个反应室的荧光信号进行统计学分析,来定量DNA拷贝数。数字PCR采用先扩增后定量,因此不依赖扩增曲线的循环阈值(Ct),也无需采用内参基因和标准曲线,准确度高、重现性好,可以实现绝对定量分析。由于其独特的技术优势,已经在临床诊断、转基因成分定量、单细胞基因表达分析、环境微生物检测和下一代测序等研究领域显示出巨大的优势和应用前景。本文对数字PCR技术原理、定量分析方法、系统分类和应用等进行概述。     

基于微流控芯片的等温扩增技术北大核心CSCD

基于聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)的核酸扩增技术是分子诊断领域的金标准,然而PCR往往包含多个反应温度,涉及长时间的循环升降温过程,且需要在复杂热循环仪中完成,这些都限制了其在现场即时检测(point-of-care testing,POCT)中的应用。与传统PCR相比,等温扩增依靠恒定反应温度,反应时间短,检测装置简单,能够提供更加方便、快捷的核酸检测。基于微流控技术的等温扩增检测,通过兼顾微流控与等温扩增两者的优势,能够为POCT分子诊断提供更具竞争力的平台。例如,在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)疫情防控中,多种形式的POCT等温扩增检测展示了其独特优势。文中首先归纳总结了典型的等温扩增技术及其检测方法,然后对不同类型的等温扩增微流控系统进行了分类总结与分析(如功能定位、结构组成、流体控制、系统特点等),最后总结了等温扩增微流控系统在新冠病毒(SARS-CoV-2)等不同病原体检测领域中的应用,并对等温扩增与CRISPR基因编辑等其他新型技术的相互结合进行了介绍与展望。