兰英 杜文斌 中国科学院微生物研究所，微生物资源前期开发国家重点实验室

国家重点研发计划《新一代高通量数字PCR关键技术及应用研究》简介

兰英 杜文斌 中国科学院微生物研究所，微生物资源前期开发国家重点实验室

数字PCR（digital PCR，dPCR）技术是继实时荧光PCR（qPCR）之后的第三代定量核酸检测技术[1]，可实现对核酸样本的数字化绝对定量分析，突破了传统PCR检测在区分较小的拷贝数差异的局限，从而在低频核酸突变检测等领域具有革命性的优势。数字PCR的基本原理是：将稀释的核酸样品分配到大量独立的微反应单元，进行大规模单拷贝PCR扩增反应和基于泊松分布（Poisson distribution）的绝对定量分析。简单来说，数字PCR通过对海量微反应单元的荧光信号进行读取分析，可直接数出核酸分子的个数。与实时荧光定量PCR相比，数字PCR具有很强的抗干扰能力和对多基因靶点的同时检测能力，具有极高的定量精确性和灵敏度，在区分等位基因的差异性表达水平、检测病毒感染载量、肺癌突变基因靶向分析以及检测孕妇外周血中胎儿游离DNA等方面有广阔的应用潜力。

表1. 市场上数字PCR相关仪器比较

近年来，随着微纳加工及微流控技术的发展，使高通量的皮纳升体积单拷贝反应单元的快速生成、均一扩增条件控制和高通量检测成为可能，这为数字PCR装备的研发带来了契机。目前主要的数字PCR技术可归纳为三种类型：（1）大规模集成流路技术（Integrated fuidic circuits，IFCs）：利用多层软光刻工艺在聚二甲氧基硅烷（PDMS）上加工带控制阀门的微管和微腔体，实现生物样品的分液、混合、及PCR扩增。……