数字PCR技术发展简史
p style="text-indent: 2em "strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "1992年/span/strong,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:strong有限稀释、终点信号的有或无及对数据泊松分布/strong的统计处理,为以后dPCR的发展奠定了基础。/pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong1997年/strong/span,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。/pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong1999年/strong/span,Bert Vogelstein和Kenneth W.Kinzler正式strong提出了dPCR的概念/strong,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。/pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2003年/strong/span,Devin等strong提出了BEAMing技术/strong,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。/pp strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "2006年/span/strong,Fluidigm公司strong第一个生产商业化的基于芯片的dPCR仪/strong,主要包括EP1系统和BioMarkHD系统。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/c04adcf9-6657-4181-865f-7731ebe85db8.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "BioMark HD系统/span/pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2009年/strong/span,Life Technologies推出了strongOpenArray/strong和strongQuantStudio 12KFlex dPCR/strong系统。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/b8a155dd-b896-4aa2-83ec-6d5d43cb48dc.jpg" title="2.jpg" alt="2.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "QuantStudio 12K Flex Real-Time PCR System/spanbr//pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2013年/strong/span,Life Technologies又推出了strongQuantStudio 3D dPCR/strong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。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/99a387da-683a-4e8f-965f-7a8694e9b35d.jpg" title="3.jpg" alt="3.jpg" width="400" height="443" border="0" vspace="0" style="width: 400px height: 443px "//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "QuantStudio 3D数字PCR系统/spanbr//pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2011年/strong/span,Bio-Rad 公司推出了基于微滴的strongQX100 dPCR仪/strong,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/pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2013年/strong/span,Bio-Rad公司推出在QX100基础上的升级strongQX200 dPCR/strong仪。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/30b96fb4-a16f-48b8-b4b3-75e5c72c28a5.jpg" title="4.jpg" alt="4.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "QX200 微滴式数字PCR系统/spanbr//pp strongspan style="color: rgb(0, 112, 192) "2012年/span/strongRainDance公司推出了strongRainDrop dPCR 仪/strong,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。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/688304c0-6fae-4ab6-841c-45b2de70221e.jpg" title="5.jpg" alt="5.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "RainDrop™ 数字PCR(dPCR)仪/span/pp 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。/pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2013年/strong/span,Life Tech发售strongQuantStudioTM™ 3D数字PCR系统/strong。不同于伯乐的微液滴数字PCR系统,这款QuantStudiosupTM/sup 3D数字PCR系统采用硅基材料纳升微孔板芯片技术。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/b5052d76-c4e7-415b-9a41-a17a3a4cf2e3.jpg" title="6.jpg" alt="6.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "QuantStudiosupTM/sup 3 D芯片数字PCR系统/spanbr//pp span style="color: rgb(0, 112, 192) "strong2016年/strong/span,Stilla Technologies推出strongNaica crystal微滴数字PCR系统/strong,旨在为专门从事分子生物学的研究机构精确定量DNA突变。/pp style="text-align: center"img src="https://img1.17img.cn/17img/images/201901/uepic/69425114-38e4-4546-9759-a5362b2445c8.jpg" title="7.jpg" alt="7.jpg"//pp style="text-align: center "span style="color: rgb(127, 127, 127) "Naica crystal微滴数字PCR系统/span/pp 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。/pp span style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) "参考文献:/span/ppspan style="font-size: 14px color: rgb(127, 127, 127) " 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./span/p