数字PCR技术发展简史

1992年，Sykes等从非淋巴细胞和正常体细胞背景中鉴定突变的白血病细胞，检测了复杂背景下低丰度的IgH重链突变基因。该研究中提出了三个重要的原则：有限稀释、终点信号的有或无及对数据泊松分布的统计处理，为以后dPCR的发展奠定了基础。

　　1997年，有研究利用玻璃毛细管作为载体进行PCR反应，可以对模板分子进行定量，验证了Taq-Man探针可以检测模板单分子，尤其在微小的反应体系中，发展了单分子定量技术，为dPCR单模板扩增提供了技术支持。

　　1999年，Bert　Vogelstein和Kenneth　W.Kinzler正式提出了dPCR的概念，可以将指数型函数转化成线性函数，对模板进行有限稀释，根据荧光信号的有或无进行精确定量。实验利用384孔板对样品进行稀释、扩增，来检测结、直肠癌粪便样品中c-Ki-Ras基因突变，对数据进行泊松分布的处理。研究还提出了数字PCR的另外一个优势，由于粪便样本中含有大量的PCR反应抑制剂，通过对样品进行稀释，提高了对反应抑制剂的耐受程度。

　　2003年，Devin等提出了BEAMing技术，包括小珠(Bead)、乳浊液(Emulsion)、扩增(Amplification)、磁性(Magnetic)。利用包被链霉亲和素的磁性珠子和生物素标记的寡核苷酸，形成微乳液，进行PCR扩增，通过流式细胞仪检测荧光标记来进行计数，这个技术为以后微滴式dPCR的产生提供了技术依据。

　　2006年，Fluidigm公司第一个生产商业化的基于芯片的dPCR仪，主要包括EP1系统和BioMarkHD系统。

BioMark HD系统

　　2009年，Life　Technologies推出了OpenArray和QuantStudio　12KFlex　dPCR系统。

QuantStudio 12K Flex Real-Time PCR System

　　2013年，Life　Technologies又推出了QuantStudio　3D dPCR系统，采用高密度的纳升流控芯片技术，将样本均匀的分配至20000个单独的反应孔中。

QuantStudio 3D数字PCR系统

　　2011年，Bio-Rad 公司推出了基于微滴的QX100 dPCR仪，利用油包水技术，将样品平均分配到20000个微滴油包水中，利用微滴分析仪对微滴进行分析

　　2013年，Bio-Rad公司推出在QX100基础上的升级QX200 dPCR仪。

QX200 微滴式数字PCR系统

　　2012年RainDance公司推出了RainDrop　dPCR 仪，在高压气体驱动下，将每个标准反应体系分割成包含100万至1000万个皮升级别微滴的反应乳液，提高了dPCR仪的检测范围，适于检测浓度差异较大的样品。

RainDrop™数字PCR(dPCR)仪

　　到目前为止，dPCR的扩增载体从多孔板、毛细管发展到目前的芯片和微滴，降低了反应成本，提高了PCR反应的分液数目和实验的灵敏度。

　　2013年，Life Tech发售QuantStudioTM™3D数字PCR系统。不同于伯乐的微液滴数字PCR系统，这款QuantStudio^TM 3D数字PCR系统采用硅基材料纳升微孔板芯片技术。

QuantStudio^TM 3 D芯片数字PCR系统

　　2016年，Stilla Technologies推出Naica crystal微滴数字PCR系统，旨在为专门从事分子生物学的研究机构精确定量DNA突变。

Naica crystal微滴数字PCR系统

　　到目前为止，dPCR的扩增载体从多孔板、毛细管发展到目前的芯片和微滴，降低了反应成本，PCR反应的分液数目和实验的灵敏度也更高。

　　参考文献：

　　冯兆民, 舒跃龙. 数字PCR技术及其应用进展[J]. 病毒学报, 2017(01):107-111.