▏ 服務原理

研究PCR技術從1983年開始依次經歷普通PCR，Real-Time PCR和dPCR，現(xiàn)如今dPCR技術的發(fā)展就像1990年代末的Real-Time PCR發(fā)展一樣，發(fā)展迅猛。
下面我們以DdPCR為例，討論dPCR技術。

什么是DdPCR? 有什么技術特征？有哪些方面的應用？
DdPCR全稱Droplet Digital PCR，引用bio-rad的描述為Droplet Digital PCR technology is a digital PCR method utilizing a water-oil emulsion droplet system. Droplets are formed in a water-oil emulsion to form the partitions that separate the template DNA molecules. The droplets serve essentially the same function as individual test tubes or wells in a plate in which the PCR reaction takes place, albeit in a much smaller format. The massive sample partitioning is a key aspect of the ddPCR technique.



從基本原理我們不難看出，DdPCR最大的優(yōu)點是絕對定量，表現(xiàn)為：

· 絕對定量 -ddPCR技術無需輸入標準曲線即可提供每個輸入樣品的目標DNA拷貝的絕對計數(shù),使該技術非常適合目標DNA的測量，病毒載量分析和微生物定量；
· 較高的精確度 – ddPCR提供的大量樣品分配功能可以可靠地測量樣品中靶DNA序列拷貝數(shù)的微小差異；
· 提高信噪比 -稀釋高拷貝模板和背景，有效富集靶標陽性分區(qū)中的模板濃度，從而可以靈敏地檢測稀有靶標，并實現(xiàn)±10％的定量精度，靈敏度可達單個核酸分子，檢測限低至0.001%；
· 消除PCR偏差 -消除qPCR的擴增效率依賴性，降低了錯誤率，可檢測到小的（1.2倍）差異，這里需要指出的是；
· 降低了耗材成本 -反應體積在皮升至納升的范圍內，減少了試劑的使用和每個數(shù)據點所需的樣品量，對于珍貴的樣品尤其適用；
· 降低設備成本 -基于乳液的反應系統(tǒng)意味著PCR反應可以在標準的熱循環(huán)儀中進行，而無需復雜的芯片或微流體。
· 出色的分區(qū) -ddPCR技術每20 µl樣品可產生20,000個液滴，在96孔板上可進行近200萬個分區(qū)PCR反應，分區(qū)數(shù)量越多，精度越高。

▏ 服務應用

DdPCR技術有很多方面的應用，我們按照發(fā)表文章的領域，可以簡單劃分為：



結合腫瘤領域，我們一般與之相關的有4個領域的應用：
1. 檢測Gene Expression，主要是檢測mRNA的定量分析；
2. 檢測Mutation（SNV和Indel），可以檢測拷貝數(shù)，也可以檢測比率；
3. 檢測CNV（拷貝數(shù)變異分析），相對定量；
4. 檢測Fusion，可以檢測拷貝數(shù)，也可以檢測比率；

▏ 案例展示

 同樣的，科佰生物也針對這4個應用開發(fā)對應的檢測試劑盒，配套科佰生物的參考品，對試劑盒做性能評價，如下我們以EGFR T790M為例：
實驗一：靈敏度測試

待測樣本：不同%AF的EGFR T790M的標準品，依次為5%，2%，1%，0.5%，0.2%，0.1%。

首先我們選擇50%的EGFR T790M標準品(CBP10402)，該標準品是通過基因編輯，二等位基因，CN=2，編輯一條為mutation，一條為WT，經過理論值計算、Sanger測序、Bio-Rad DdPCR試劑盒（Assay ID: dHsaCP2000019）共同驗證，確認為50%的頻率。然后使用對應的host cell的gDNA，按照質量比（Qubit 3.0 三次定量取平均）有限稀釋到5%，2%，1%，0.5%，0.2%，0.1%，每個樣本準備3個重復，合計18個樣本同一次實驗檢測對應的頻率。

對應的數(shù)據為：


由以上數(shù)據可見，EGFR T790M檢測體系，對于0.1%都是能檢出，且符合標準，但是波動比較大。另外實驗過程中，我們發(fā)現(xiàn)雖然DdPCR理論上可以生成20000個液滴，但是多次實驗表明，實際生成往往是低于這個數(shù)值，平均約為8000-10000個，液滴數(shù)越少，因此低于0.1%的頻率可能會波動很大，影響真實值判斷。

實驗二：重復性測試

待測樣本：取1%和0.1%的EGFR T790M的標準品，分成8份，每份上樣10ng，一次實驗完成對應的定標。

對應的數(shù)據為：



由以上數(shù)據可見，EGFR T790M檢測體系是穩(wěn)定可重復的，全部能檢出。

同樣的我們也對Gene Expression(mRNA)、CNV和Fusion開發(fā)了部分DdPCR試劑盒，利用科佰特有的標準品產品，我們做了性能評價，陸續(xù)上線了多款產品，如下是我們已經上線的DdPCR探針、引物的清單，全部在QX200上驗證過：

更多的DdPCR產品可以選擇科佰生物開發(fā)定制，我們不僅可以開發(fā)定制探針、引物，我們還有標準品用于驗證體系性能評價。