张嘉文 董晓斌 苗桂君 邱宪波

(北京化工大学信息科学与技术学院，北京 100029)

引言

新型冠状病毒肺炎(SARS-CoV-2)于2019年12月底爆发，严重危害人类公共卫生安全。由于其超强的传染性，快速准确地诊断和控制显得至关重要。核酸检测作为重要的诊断手段，为SARS-CoV-2的鉴定提供了精准迅速的检测方法。采取高灵敏的核酸检测方法，对不同程度感染的患者进行个体化治疗、疗效监测等，具有非常重要的临床意义。

聚合酶链式反应(polymerase chain reaction，PCR)技术作为科研和临床中广为使用的一种核酸检测方法，至今已经更新到第三代技术。其中，第一代是传统的终点PCR技术，可实现核酸定性检测；第二代是实时定量荧光PCR技术(real-time quantitative PCR，qPCR)，可实现核酸的相对定量检测；第三代为数字PCR技术(digital PCR，dPCR)，可实现核酸的绝对定量检测。微液滴作为生化反应的微反应器，具备高通量、低消耗、无交叉污染、保证反应均匀性等优点，液滴微流控技术被广泛应用于单细胞研究、肿瘤早期诊断、基因测序等生物医学研究领域[1]。液滴数字PCR(droplet digital PCR，ddPCR)作为一种高通量、低成本的数字PCR技术，由于其对于低丰度目标的检测具有较高的灵敏度和特异性，在核酸分析及肿瘤疾病诊断方面具有很大应用潜力[2]。例如，ddPCR在新冠病毒SARS-Cov-2的检测中，将准确度从RT-qPCR的28.2%提高到87.4%，非常适合在隔离观察期的低病毒载量患者的检测[3]。

液滴数字PCR技术将包裹核酸的液滴作为反应单元，通过对液滴的计数统计来进行样品的判断。但在实际应用中，由于液滴体积小、数量庞大、排列密集，靠传统人工计数方式很难准确识别。……