聊一聊数字PCR行业的基本概况

更新时间：2024-04-19浏览：1170次

　　PCR（聚合酶链式反应）是指利用DNA 聚合酶（如Taq DNA 聚合酶）在体外条件下，催化一对引物间的特异DNA 片段合成的基因体外扩增技术。PCR 是生物体外的特殊DNA 复制，最大的特点是能将微量的DNA 大幅扩增。以实时荧光PCR 技术为例，通过PCR 技术进行分子诊断的主要流程包括：

　　1. 核酸的提取和纯化：使用核酸提取试剂从病毒、细菌等中提取出DNA；

　　2. 核酸在引物约束下特异性的PCR 扩增：在提取的DNA 中加入扩增需要的反应液（酶、复制需要的原料、引物等），在PCR 仪中完成扩增过程；

　　3. 扩增产物的检测：通过荧光标记法检测DNA 含量，从而判断病毒DNA 含量，给出诊断结果。

　　PCR 技术最大的特点就是灵敏度高、特异性好、及时方便，在基础研究以及医学诊断、法医学和农业科学等各大领域应用广泛。在临床诊断中，PCR 技术具有诸多优势：灵敏度高，靶细胞检出率可达1/100 万，病毒检测灵敏度≥3RFU，最小细菌检出率为3 个，检测样本纯度要低，仅需DNA 粗提取；扩增反应在2-4 小时内完成，使用简便、快捷。

　　作为临床诊断的“金标准”技术，PCR 广泛应用于血站核酸检测、疾控核酸检测、临床核酸检测等领域，其中，在传染病诊断和血筛检测中，PCR 技术能缩短诊断的“窗口期”并且可以定量对病原体进行检测，相比于传统的免疫诊断方式，具有不可替代的优势，基于PCR 技术的分子诊断是医院对传染病诊断的“金标准”。

　　PCR 经过三代技术更迭，精确度和灵敏度不断提高。PCR 技术最早由穆勒于1985 年发明，经历了第一代定性PCR、第二代定量PCR 和数字PCR 三代技术迭代，其中第二代定量PCR 包括荧光定量PCR（qPCR）以及在其基础上分化出来的ARMS （突变扩增阻滞系统）和HRM（高分辨溶解曲线）。三代技术的主要差异如下：

　　① 第一代定性PCR 技术：采用琼脂糖凝胶电泳对PCR 扩增产物进行分析，存在交叉污染、检测耗时长、只能做定性检测等缺点，目前处于衰退期，已基本被淘汰；

　　② 第二代荧光定量PCR（qPCR）技术：qPCR 在一代定量PCR 的基础上引入荧光探针标记法从而实现定量检测，目前发展成熟、应用广泛、临床普及率高，为现阶段主流应用平台，正处于从成长期向成熟期过渡的阶段，市场增速在20% 以上；

　　③ 第三代数字PCR（dPCR）技术：dPCR 是在PCR 原理的基础上利用芯片和荧光检测技术进行核酸绝对定量检测。芯片技术是dPCR 的核心工艺，利用对样品进行分液处理进而实现“单分子模板PCR 扩增”，达到定量检测的目的，具有更高的精确度和灵敏度，目前处于导入期，市场增速在10%-15%。

　　数字PCR仪的工作原理是，通过将含有待测样本的数字PCR反应液分散到成千上万个独立的微反应单元中，在PCR扩增后对每个微反应单元中的荧光信号进行判读，计算出阴性和阳性反应的数量，最后利用泊松分布等统计学公式和软件对结果进行计算分析，从而实现靶标分子的绝对定量。因此，数字PCR不依赖标准曲线定量，并且不受PCR扩增效率影响，具有更高灵敏度和准确度。