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新方法推动『DNA残留检测』进入新篇章

更新时间:2023-07-25  |  点击率:306

在分子生物学领域中,准确测量DNA或RNA分子的数量是实验的关键步骤。

传统的PCR技术在这方面发挥了重要作用,但它存在着一些局限性。为了解决传统PCR技术的限制,并提高分子检测的准确性和灵敏度,数字PCR(dPCR)应运而生。

本文将追溯dPCR的发展历程,探讨其在分子生物学研究中的重要性与相关应用。


dPCR技术的起源

一般认为,早期的数字PCR可以追溯到20世纪90年代,当时研究人员使用微小的PCR反应体积来检测单个分子。这种方法被称为限制性酶消化PCR(RE-PCR),它使用限制性酶将DNA分子切成小片段,然后对这些小片段进行PCR扩增。

在二十世纪末,研究人员开始使用微流控技术来制造微小的反应体积。这种方法被称为微滴数字PCR(ddPCR),它可以将单个DNA分子分隔成数百万个微小的反应体积中。这种技术可以提高PCR反应的灵敏度和精确性,并且可以用于检测罕见的突变和低拷贝数的DNA序列。


dPCR的原理与优势

dPCR是一种基于单分子级别的PCR扩增技术。与传统的PCR相比,dPCR将反应混合物分割成更小的单元,使每个单元中只有一个分子。通过限定性稀释,可以确定反应体系中的模板分子数。然后,利用荧光标记或探针技术检测每个单元中是否存在目标序列,并计算目标分子的绝对数量。

dPCR的优势dPCR在许多方面优于传统PCR。首先,作为一种绝对定量的方法,dPCR能够提供更高的灵敏度和准确性,尤其对于低丰度的目标分子。其次,由于每个单元都是独立扩增和检测的,因此dPCR对于抑制物的影响更小,结果更可靠。此外,dPCR还具有较宽的动态范围和更好的检测限度,能够检测罕见突变和微小的拷贝数变化。


dPCR的应用

dPCR已广泛应用于宿主细胞DNA残留检测、基因表达分析、突变检测、病原体检测和液体活检等领域。在基因表达研究中,dPCR能够准确测量不同基因的表达水平,并发现低丰度的转录变异。在突变检测中,dPCR能够检测罕见突变,对于肿瘤早期诊断和治疗选择具有重要意义。在病原体检测方面,dPCR的高灵敏度和准确性使其成为检测感染病原体的理想工具。在液体活检中,dPCR可以通过检测循环肿瘤DNA来监测肿瘤动态变化,为肿瘤的诊断和治疗提供重要依据。

未来,dPCR可能会被更广泛地应用于许多领域,包括医学、生物学、环境科学和食品安全等。在医学领域,dPCR可以用于检测癌症和其他疾病的DNA标记物,以及监测药物治疗的效果;在环境科学领域,dPCR可以用于检测水和土壤中的微生物和污染物。在食品安全领域,dPCR可以用于检测食品中的病原体和污染物。