扩增、测序与核酸分析

数字PCR(digital PCR)

/ dPCR /

假设你想精确数清一份样品里到底有多少个目标分子——不是“大约是另一管的两倍”,而是一个真实的数目。定量PCR在这件事上很吃力,因为它是对照曲线读亮度的。数字PCR走了一条更聪明的路:它不去测一个整体反应,而是把样品分成成千上万个彼此独立的微小反应,然后单纯地数有多少个亮了起来。

样品被分隔开来,常常是分成油中成千上万乃至上百万个微小水滴,或芯片上的许多微孔,使每个分隔单元平均只含零个或一个目标分子。然后PCR在所有分隔单元里同时进行。含有目标分子的单元扩增后发出阳性的光;空的单元保持黑暗。你数阳性单元的数目。由于分子基本是随机分布的,借助一点统计学(泊松分布,用以校正少数恰好分到两个分子的单元),就能把发光单元的比例换算成起始分子的绝对数目——无需标准曲线。

数字PCR在qPCR薄弱的地方大放异彩:它给出绝对计数,对微小差异更精确,也更耐受抑制物,因为每个分隔单元都是各自干净的反应。这种精确性在从数千个正常DNA分子中找出一个稀有突变分子时很重要——例如血样里少数几个肿瘤DNA片段(液体活检)——或用于测量精确的拷贝数。代价是成本更高、需要专门仪器,所以数字PCR留给那些真正需要其准确度的任务,而非用作qPCR的日常替代品。

一份血样被分成2万个水滴并运行。若有200个水滴发光,统计学(计入分到两个分子的水滴)估计原始样品含有接近200个目标分子——这是一个绝对计数,直接报出,无需与任何参照曲线比较。

数发光的分隔单元,得到分子的绝对计数。

数字PCR“数阳性”的逻辑之所以能给出绝对数目,正是因为分子在众多分隔单元中随机分布——它依靠的是这种随机分配的泊松统计,而非任何标准曲线,这恰恰是它比qPCR更精确的原因。

又称
dPCRddPCRdroplet digital PCR微滴数字PCR