百人杜文斌团队成功研制第三代微滴数字PCR

  数字PCR是一种用于绝对核酸定量检测方法,具有前所未有的准确度和精确度,是继实时荧光定量PCR技术之后的第三代核酸定量扩增检测技术,在液体活检、肿瘤伴随诊断、无创产前筛查、病原载量监测等方面具有重要应用前景,是科研和临床领域的平台级新技术。数字PCR市场主流产品主要为欧美跨国公司的高端仪器,在科研和临床的应用还比较初步。为了促进数字PCR的更广泛使用和临床应用,仍然存在几个主要挑战,包括降低成本,集成仪器平台和简化实验操作。

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  微生物研究所微生物资源前期开发国家重点uedbet开户杜文斌团队最近报道了一种可重复使用的微流体芯片,该芯片基于阶梯乳化(Step Emulsification)产生纳升液滴阵列,用于同时对8个样品进行片上多重荧光数字PCR。装置包含两块玻璃板,可实现预先填充矿物油的快速组装。通过由单个压力泵同时驱动8个样品通道的阶梯乳化,利用喷嘴阵列快速产生液滴,生成的液滴在U形腔室中可自组装成单层液滴阵列,每个腔室可容纳约10000个0.35 nL体积的微滴。系统采用的油相配方有效避免和消除了数字PCR温控过程中气泡的产生,在热循环期间不需要采用过压控制。团队将该芯片应用于临床样本HER2拷贝数变异的定量评估,验证了多重数字PCR性能,平行检测结果与美国赛默飞公司的QuantStudio 3D数字PCR仪一致,这对于乳腺癌的靶向治疗和预后具有重要临床应用价值。这种低成本,可重复使用且用户友好的设备可广泛应用于各种应用,在普通uedbet开户仅需一台平板PCR仪和小型气压泵即可开展数字PCR扩增。芯片可在拆卸和简单清洁程序后重复使用50次以上,显著降低了单次数字PCR检测的耗材成本。

  上述研究结果2019年1月4日在线发表于国际主流学术期刊Analytical Chemistry(https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.analchem.8b04313)。该工作得到国家重点研发计划“战略性国际科技创新合作重点专项”《人、畜传染性疾病预防监控技术》等项目的支持。

   全自动数字PCR原理样机可同时进行24个样品分析,纳升液滴制备、温控扩增、及多通道荧光检测全自动完成,检测时间缩短至3小时。这一拥有自主知识产权的创新数字PCR系统,突破了现有仿制仿制设备的局限,有望为低成本、高通量、易用型数字PCR技术的普及打开新的局面。