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。模板 DNA 量越多,荧光达到域值的循环数越少,即 Ct 值越小。德国微滴式数字PCR
ThermoFisherQuantStudio3D是另一个经典的芯片式数字PCR平台,其基本的检测流程是:将反应液加入到涂布器中,通过涂布器将反应液均匀涂布在有20000个微孔的芯片上,将芯片放在PCR仪上扩增,将芯片放入读取仪中采取拍照的方式读取荧光信号。操作较为复杂,整个过程在封闭的芯片中进行,污染的风险较低。STILLANaica是一个较新的数字PCR平台,基本的检测流程是:将反应液加入芯片,将芯片放入微滴生成扩增系统,生成30,000个微滴单层平铺于芯片中,PCR扩增在芯片上完成。然后将扩增后的芯片转移至微滴阅读分析系统,采取拍照的方式读取荧光信号。由于整个过程在封闭的芯片中进行,污染的风险较低。华南地区赛默飞数字PCR生命科学用品数字PCR是通过将一个样本分成几十到几万份,分配到不同的反应单元,每个单元至少包含一个拷贝的目标分子 。
数字PCR系统通过其独特的微流体阵列式芯片板(MAP)技术,提供强大而易于使用的数字PCR体验。这种专有技术可实现对样品进行一致的自动腔室化,可将一份样品腔室化至20,000个微反应室,其变异系数(CV)达到比较好的<1%。与其它数字PCR系统不同,MAP技术不使用乳液或其它基于液滴的方法对反应进行腔室化。而是利用分配通道将试剂递送至微反应室,具有高精密度和一致性。此外,QuantStudioAbsoluteQ系统可分析加载样品的95%以上,确保获得高度准确的数字PCR结果。
dPCR的测量结果通常表示为含量,即拷贝数值或转基因质量百分比,而QPCR结果通常表示为拷贝数的质量分数。目前市场上可购买到大多数转基因标准物质,以qPCR定值的标准物质是以拷贝数(单倍体基因组当量)的质量分数来表示特性量;以dPCR定值的标准物质直接采用拷贝数比例来表示特性量。不同方法使用不同的表示方式,会造成测量结果不可比。因此质量分数、拷贝数和拷贝数比例之间的关系需要转化,才能得到单位一致,数值可比的数据。EU联合研究中心建议使用转换因子从拷贝数换算到质量分数。杨雁峰博士坚信数字PCR是可以应用于无创产前筛查的理想技术之一,这也是他2016年创立塔歌生物的初衷。
数字PCR平台的评价指标有:分割单元数,荧光通道数,操作复杂性和污染风险。但是重要的是检测准确性,评估数字PCR平台的一种方法是使用多个数字PCR平台互相验证,另一种方法是使用定值准确的标准物质。目前的三代的PCR技术各有各的优缺点,也各有各的应用领域,并不是一代取代一代的关系。技术的不断进步给PCR技术注入了新的活力,使其能解锁一个又一个的应用方向,使核酸检测更方便、更准确。目前dPCR仪器的价格仍然十分昂贵,但随着系统加工工艺的改进以及使用较便宜的材料,聚合成更小的体积[556],其价格将会不断的降低,使其应用到更多的检测中。通过数字PCR技术可建立多重荧光体系,用于同时检测比如非小细胞中常见的MET和HER2耐药扩增。德国微滴式数字PCR
分散方式与数量由数字PCR系统决定,分散体积和结果表达方式需要实验人员在实验过程中优化得到。德国微滴式数字PCR
数字PCR系统的分散方式决定了分散数量,其结果基于统计的方法进行定量,增加反应单元数量(统计样本量),可以增加其检测的容量和动态检测线性范围达到和qPCR相近的动态范围,同时减小一个反应单元中包含多个分子所造成的误差,达到提高灵敏度和准确度。影响dPCR定量结果的因素包括:仪器采用的分散方式与数量、溶液稀释方法、分散体积的准确性以及结果表达方式。分散方式与数量由数字PCR系统决定,分散体积和结果表达方式需要实验人员在实验过程中优化得到。德国微滴式数字PCR
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