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微滴式数字PCR(ddPCR)

徕博科现在提供ddPCR技术,使用Bio-Rad的QX200系统实现超灵敏和高精度的核酸定量。ddPCR能够对传统技术无法检测到的分子靶标进行绝对定量。

ddPCR的工作原理

ddPCR技术基于在水油乳液中将核酸样本分成数万个规定体积的微滴。在每个微滴内使用与标准TaqMan®探针测定法中类似的工作流程和试剂进行靶核酸序列的扩增。根据扩增后的荧光检测,对每个微滴进行计数并记为PCR阳性或PCR阴性。使用泊松分布对原始样本中的靶DNA/RNA模板浓度(拷贝数/µl)进行量化。1,2

ddPCR的应用:

  • 量化细胞疗法样本中整合的CAR序列
  • 量化研究对象血液/组织中随时间变化的CAR序列
  • 量化基因递送后细胞/组织中整合的过度表达构建体
  • 检测并量化血液中的循环肿瘤DNA(ctDNA)
  • 量化组织/肿瘤中的治疗性细菌
  • 通过量化微卫星不稳定性来评估肿瘤突变负担
  • 检测致癌基因或肿瘤抑制基因(例如BRCA1、BRCA2、PT53、HER2、RAS、RB1、APC、ErbB2、PI3KCA、MYC或CCND1)中的罕见突变
  • 确定样本中的拷贝数差异
  • 测量样本/治疗中基因表达水平的细微倍数差异
  • SNP基因分型
  • 病毒载量/滴度分析
  • 微生物/病原体检测
  • 新一代测序文库定量
  • 验证/量化基因组编辑事件(CRISPR的NHEJ和HDR)

ddPCR相较于qPCR的优势:

  • 无需标准曲线或连续稀释即可对核酸进行绝对定量
  • 与qPCR相比,ddPCR的准确性更高,因为它可以为每个样本生成数万个分区PCR反应
  • 提高了检测较低丰度的靶核酸拷贝的精确度、稳定性和灵敏度
  • 能够监测实时PCR无法检测到的样本中靶核酸水平的细微变化
  • 简化了量化流程,无需参考标准或校准标准
  • 所需的样本量少

ddPCR常见问题解答

ddPCR可按照各个样本体积测定核酸序列的绝对数量,而无需根据标准曲线或参考标准进行推断。它可以检测qPCR可能无法检测到的极少量样本中的微小倍数变化。由于每个样本都有数千个数据点,因此ddPCR结果比qPCR结果更加准确、灵敏和精确。

ddPCR可以检测任何类型的可构建引物和探针的DNA或RNA序列,例如ctDNA、cfDNA/RNA、mRNA、rRNA、snRNA、snoRNA、miRNA或siRNA。

任何含有DNA或RNA序列的样本均可用于ddPCR,例如细胞和组织裂解物、组织、生物流体(血液、脑脊液、泪液、尿液、唾液等)、细胞上清液或合成核酸产物。

与qPCR类似,一轮检测通常用时四小时左右。ddPCR工作流程需要额外的步骤来创造数万个纳升大小的油微滴。然而,ddPCR读取器的简化数字分析抵消了这一步骤额外耗用的时间。

由提取/分离/纯化的DNA/RNA组成的样本可以立即使用Bio-Rad QX200 ddPCR系统运行和分析。细胞上清液和细胞/组织裂解物在进行ddPCR测定之前,需要进行DNA或RNA提取/分离/纯化。为了确保徕博科实验室工作人员的安全,组织、生物流体和细胞上清液在进入徕博科实验室处理之前需强制进行病原体检测。此外,所有来自人体的材料(组织或体液)、微生物或病毒、在具有潜在生物危害污染的生物系统中创造的产物以及重组和/或合成核酸分子在接受处理之前,都需要填写生物安全登记表并获得徕博科PCO生物安全委员会的批准。

如果您在运送样本进行ddPCR之前没有提取/分离/纯化DNA/RNA,徕博科PCO建议在冷冻和运输细胞及组织样本中的核酸之前,使用核酸保存液(例如RNAlater®、DNA/RNA ShieldTM或RNAprotect®)加以保护/稳定/保存。

所有样本均应放入装有干冰的隔热箱中冷冻运输。

参考资料

1. QX200微滴式数字PCR系统。BIO-RAD。https://www.bio-rad.com/en-us/life-science/digital-pcr/qx200-droplet-digital-pcr-system。

2. Taylor SC, Laperriere G, Germain H. 以微滴式数字PCR取代qPCR用于低丰度靶标基因表达分析:从可变无意义的数据扭转为出版质量数据。科学报告2017;7:2409. DOI:10.1038/s41598-017-02217-x。