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．     

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。     

数字PCR在生物学检测中应用的研究进展

数字PCR (digital PCR, dPCR)是在普通PCR和定量PCR基础上发展的第三代PCR技术,通过有限稀释和泊松分布统计实现精确的绝对定量检测.相比于前两代PCR技术,dPCR能够实现DNA模板的绝对定量且对PCR抑制剂具有更强的耐受性.目前,该技术在致病菌和病毒、基因突变、甲基化DNA、转基因成分和食品掺...     

数字PCR在新型冠状病毒检测中的应用前景

2020年,由新型冠状病毒（SARS-CoV-2）导致的新型冠状肺炎（COVID-19）疫情在世界各国大规模爆发,导致全球公共卫生安全受到巨大影响。目前广泛采用的荧光定量PCR（RT-PCR）在检测SARS-CoV-2方面存在可能出现“假阴性”结果、需多次取样、重复检测等缺点,亟需建立一种灵敏度更高、样本用量少、操作简单的检测技术,以快速、准确、高效的筛选出新型冠状肺炎患者。数字PCR为新兴痕量核酸分子技术,具有灵敏度高、耐受性强、可绝对定量等优点,在病毒检测领域中广泛应用。介绍了SARS-CoV-2病原学特征和荧光PCR检测SARS-CoV-2目前存在的主要问题,并对数字PCR在SARS-CoV-2检测中的应用前景进行了具体阐述,以期为后续开发更高效的检测试剂盒、提高检测准确性提供方案。     

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。     

数字PCR技术及其在检测领域的应用

随着分子生物学技术的不断发展和需求的多样化,用于核酸检测的各种PCR衍生技术应运而生。数字PCR是一种单分子水平的大规模分区扩增定量核酸检测技术。该技术以微腔室/微孔或微滴作为PCR反应器,无需校准物和绘制标准曲线即可实现对样品初始浓度的绝对定量,具有高灵敏度、高特异性和高精确度的特点。本文详细介绍了数字PCR的技术发展史、作用原理以及仪器平台类型,系统阐述了数字PCR在转基因检测、疾病诊断、环境及食品监管等方面的应用概况,并对该技术的应用前景进行了展望,以期对未来数字PCR的开发利用提供参考。     

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.     

数字聚合酶链反应及其在感染性疾病中的应用

数字聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)采用与定量PCR相同的荧光化学原理和不同的数学原理来实现对靶标核酸序列的绝对定量,其摒弃了对外部参照的依赖,同时具有更高的数据精密度,提高了重复性和再现性。数字PCR的应用涵盖生命科学众多领域,特别是在医学检验领域,其对疾病相关核酸分子标记的准确分析,为疾病的早期诊断、进展监测、疗效评估提供了动态量化指标。数字PCR的出现将推动基于核酸扩增技术的分子生物学检测迈入精准定量阶段。本文就数字PCR尤其是微滴式数字PCR在感染性疾病中的应用进展及前沿进行综述。     

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。     

数字PCR定量检测血浆中环状RNA方法的建立

生物标志物一直是医学领域的研究热点.目前主要以实时荧光定量PCR技术作为分子诊断的检测手段,用于大样本的核酸检测,但该技术具有限制性,会导致假阴性.作为第三代PCR的数字PCR技术,优化并提高了检测灵敏度,无需标准曲线实现绝对定量检测,大大提高了检测的精准度,尤其是对于低表达RNA的检测,显得更为出色.本研究以hsa_...     

基于计量学方法分析数字PCR技术的临床应用现状与技术热点

近年来数字PCR技术作为第三代PCR技术迅猛发展,已被应用于无创产前筛查、病毒核酸检测及肿瘤液体活检等领域。以中国生物医学文献数据库、PubMed医学文献检索服务系统及Incopat专利数据库收录的与“数字PCR技术临床应用”相关的中英文论文和专利文献为数据源,利用计量学方法分析了数字PCR临床应用现状与技术热点趋势,明确该技术的主要研究机构包括美国弗雷德-哈钦森肿瘤研究中心、哈佛医学院丹娜法伯癌症研究所和Bio-Rad公司等。中文文献发表机构中检验检疫部门和疾控中心占比较高。国内外数字PCR技术研究主要聚焦于肿瘤伴随诊断、病毒检测和基因表达分析等方面。中国数字PCR技术研究热情较高,专利申请已展现出国际领先趋势。     

食品中椰毒假单胞菌微滴式数字PCR定量检测方法的建立

椰毒假单胞菌可污染包括发酵米面等多种食物,其产生的两种毒素导致严重的食物中毒,威胁人体健康。基于数字PCR技术,建立了针对椰毒假单胞菌的定量测量方法。该方法具有较好的特异性与重复性,人工污染糯米汤样品中的检出限为361 CFU/mL。与平板培养法相比,基于数字PCR技术的测量方法缩短了测量时间,有利于椰毒假单胞菌的快速准确测量,未来可在食品安全监测与中毒分析等领域进行应用。     

数字PCR在食源性致病菌检测中的应用进展

食源性致病菌是食品安全的重大隐患,对人类健康造成极大危害,因此亟待研究和建立精准有效的食源性致病菌检测方法。随着单分子检测技术的快速发展,数字PCR技术因其具有超高的灵敏度、稳定性和低试剂消耗等优点而被广泛应用于食源性致病菌的检测。主要介绍了数字PCR的基本原理及其研究进展,深入探讨了其在检测大肠杆菌（Escherichia coli）、沙门氏菌（Salmonella）、金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）、空肠弯曲菌（Campylobacter jejuni）、志贺氏菌（Shigella）、克罗诺杆菌（Cronobacter）、副溶血性弧菌（Vibrio parahaemolyticus）、单核细胞增生李斯特氏菌（Listeria monocytogenes）和蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）中的应用,为今后该技术在食源性致病菌检测中的研究与应用提供一定的技术性参考。     

肉类掺假检测技术研究进展

肉类掺假现象严重威胁公共卫生安全。快速、准确、可靠的动物源性成分检测技术是有效监管与检测肉类掺假的关键。总结了常见的掺假形式,并对物理技术、光谱技术、免疫学技术、DNA分析等检测方法进行了全面的总结归纳和比较分析,尤其是对当前热门的DNA分析方法,详细阐述了常规PCR、实时荧光定量PCR、数字PCR和等温扩增PCR这4种主要分子检测技术的优缺点和应用情况,旨在为未来动物源性检测技术的发展指明方向。     

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。     

双重数字PCR在转基因大豆检测中的应用

利用微滴式数字PCR(droplet digital PCR, ddPCR)平台建立针对MON87705、MON87769、DP356043三种转基因大豆中外源基因的双重PCR检测方法。利用双重数字PCR方法检测特异性、定量范围等参数,优化所用引物探针组合及实验体系程序,检测外源基因与内标准基因的拷贝数。结果表明,所用引物探针组合在数字PCR方法中仅对目标大豆品系有荧光信号,具有特异性,可用于转基因大豆品系的筛选与鉴别。检测了大豆的转基因成分含量,结果与材料标准品参数基本一致,并根据结果设定定量检测限为0.5%,定性检测限为0.05%,可满足低纯度样品检测的需求。双重数字PCR体系能够准确且稳定的满足实际检测需要,在实际应用上具有良好的发展前景。     

数字PCR仪校准方法研究

数字PCR仪是核酸绝对定量的重要仪器,因此确保数字PCR仪检测结果的准确性十分重要。通过对国内市场上数字PCR仪的比较分析,剖析了数字PCR仪的性能指标,对数字PCR仪的校准方法进行了探讨,设定了拷贝数浓度相对示值误差、拷贝数浓度重复性、荧光通道一致性和反应单元个数重复性作为数字PCR仪整机校准的计量技术指标,采用具有溯源性的国家有证标准物质,对方法进行了试验验证。验证结果表明了校准思路和方法的可行性,该方法操作性强,能够满足仪器技术要求以及用户需求, 提高了数字PCR仪检测结果的准确性和可靠性,对进一步拓展和深化数字PCR 技术的应用具有积极的促进作用。