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液滴数字 PCR(ddPCR)

Labcorp 现在提供 ddPCR 技术,使用 Bio-Rad 的 QX200 系统实现超灵敏度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 如何工作?

ddPCR 技术基于在水油乳液中将核酸样品分配成数万个具有规定体积的微滴。 目标核酸序列的扩增是在每个微滴内进行的,使用与标准 TaqMan® 探针测定中相似的工作流程和试剂。 根据扩增后的荧光检测,对每个液滴进行计数并评分为 PCR 阳性或 PCR 阴性。 原始样品中的目标 DNA/RNA 模板浓度(拷贝数/μl)使用泊松分布进行定量。1,2

ddPCR 的应用:

  • 量化细胞治疗样品中整合的 CAR 序列数量
  • 量化研究对象血液/组织中随时间变化的 CAR 序列数量
  • 量化基因递送后细胞/组织中整合过表达构建体的数量
  • 检测和量化血液中的循环肿瘤 DNA(ctDNA)
  • 定量组织/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荷
  • 检测致癌基因或肿瘤抑制基因的罕见突变,如 BRCA1、BRCA2、TP53、HER2、RAS、RB1、APC、ErbB2、PI3KCA、MYC 或 CCND1
  • 确定样本之间的拷贝数变异
  • 测量样品/处理之间基因表达水平的微小倍数差异
  • SNP 基因分型
  • 病毒载量/滴度分析
  • 微生物/病原体检测
  • 下一代测序文库定量
  • 验证/量化基因组编辑事件(来自 CRISPR 的 NHEJ 和 HDR) 

ddPCR 相对于 qPCR 的优势:

  • 核酸的绝对定量,无需标准曲线或连续稀释
  • 与 qPCR 相比,ddPCR 具有更高的准确性,因为它可以为每个样品生成数以万计的分区 PCR 反应
  • 在检测丰度较低的靶核酸拷贝时提高了精度、稳健性和灵敏度
  • 监测实时荧光定量 PCR 无法检测到的样本中目标核酸水平的细微变化
  • 简化定量,无需参考或校准标准品
  • 小样品量要求

ddPCR 常见问题解答

ddPCR 可以测量每个样品体积的核酸序列的绝对量,而无需从标准曲线或参考标准品进行外推。 它可以检测 qPCR 可能无法检测到的极小样品量中的小幅度变化。由于每个样本有数千个数据点,ddPCR 结果比 qPCR 结果更准确、更灵敏和精确。

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

任何含有 DNA 或 RNA 序列的样本都可以用于 ddPCR,如细胞和组织裂解物、组织、生物体液(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 一样,典型的运行大约需要四个小时。 ddPCR 工作流程需要额外的步骤来创建数万个纳升大小的油微滴。 然而,ddPCR 读数器的简化数字分析抵消了此步骤的额外时间。

由提取/分离/纯化的 DNA/RNA 组成的样品可以立即使用 Bio-Rad QX200 ddPCR 系统运行和分析。 在进行 ddPCR 测定之前,细胞上清液和细胞/组织裂解物需要 DNA 或 RNA 提取/分离/纯化。 为确保 Labcorp 实验室工作人员的安全,组织、生物体液和细胞上清液在 Labcorp 实验室处理之前需要进行强制性病原体检测。 此外,所有人类来源的材料(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产生的产品以及重组和/或合成核酸分子都需要填写生物安全注册表,并在处理材料之前获得 Labcorp PCO 生物安全委员会的批准。

如果您在运输用于 ddPCR 的样品之前没有提取/分离/纯化 DNA/RNA,Labcorp PCO 建议在冷冻和运输之前使用核酸保存溶液(如 RNAlater®、DNA/RNA ShieldTM 或 RNAprotect®)保护/稳定/保存细胞和组织样品中的核酸。

所有样品都应在冷冻状态下装在装有干冰的隔热盒中运输。

参考文献

1. QX200 液滴数字 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. 液滴数字 PCR 与 qPCR 相比,用于低丰度靶标的基因表达分析: 从可变的无义突变到出版质量的数据。 科学报告 2017;7:2409。doi:10.1038/s41598-017-02217-x。