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宁波爱基因科技有限公司

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爱基因微流控技术与PCR技术的区别
发布时间:2019-12-03        浏览次数:470        返回列表
 

 

PCR

 

聚合酶链式反应(英文:Polymerase chain reaction,缩写:PCR),是一种分子生物学技术,用于扩增特定的DNA片段,这种方法可在生物体外进行,不必依赖大肠杆菌或酵母菌等生物体。PCR过程包括3个步骤: 变性、退火、延伸,需要在高低中3个不同的温度(高温变性:90℃~95℃,低温退火:55℃~60℃;中温延伸:70℃~72℃)下进行。

 


 

◆◆一代PCR◆◆

 

通常我们说的代PCR技术就是最初的PCR,采用普通PCR扩增仪来对靶基因进行扩增,然后采用琼脂糖凝胶电泳对产物进行分析,只能做定性分析。

 

 

◆◆二代PCR◆◆

 

第二代PCR就是荧光定量PCR技术(Real-Time PCR),也叫做qPCR, 荧光定量PCR通过在反应体系中加入能够指示反映进程的荧光探针,通过荧光信号的积累来监测扩增产物的积累。通过荧光曲线来判断结果,并可以借助CT值和标准曲线来定量。

 

 

 

◆◆三代PCR◆◆

 

第三代PCR技术叫做数字PCR(Digital PCR, dPCR, Dig-PCR),这是目前全新的一种PCR检测方式,能对核酸进行检测和定量,采用直接计数目标分子而不依赖任何校准物或者外表,即可确定低至单拷贝的待检靶分子的绝对数目。

 

技术优点

1.灵敏度更高

数字PCR将传统的PCR反应分割成了数万个体系,这些体系独立扩增,独立检测,保证了个位数的模板数量都可以被检测到。

 

2.定量更准确

数字PCR通过微体系的荧光计数,直接将反应初始模板数量统计出来,即使某些微滴中的模板数量不止一个,也可以通过泊松分布进行计算。

 

3.抗干扰能力更强

数字PCR步反应体系的分配过程中,会将模板和抑制物分配到不同的体系,降低抑制物的干扰。并且,与qPCR不同的是,dPCR检测的是终点荧光,即使微体系稍微受到了影响,也不会影响最终结果的判读。

 

技术缺点

1.模板质量要求较高

由于数字PCR将反应拆分成了数万个独立体系,因此其对模板量有比较高的要求,模板量超过微体系量会导致无法定量,过少会导致信号过低,降低定量准确度。

 

2.非特异性产物的判断

数字PCR观测的是每个体系中的终点荧光,无论PCR产物是否是特异性产物,只要荧光信号足够强,也是会判读为阳性结果。因此dPCR的引物特异性要求极高。

 

PCR特点

 

  • 扩展特定DNA

  • 变温

  • 操作复杂

 

 

微流控技术

 

微流控(Microfluidics),是一种精确控制和操控微尺度流体,尤其特指亚微米结构的技术,又称其为芯片实验室(Lab-on-a-Chip)或微流控芯片技术。其是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上,自动完成分析全过程。由于在生物、化学、医学等领域的巨大潜力,已经发展成为一个生物、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。由于微米级的结构,流体在微流控芯片中显示和产生了与宏观尺度不同的特殊性能,因此发展出独特的分析产生的性能。同时还有着体积轻巧、使用样品及试剂量少、能耗低,且反应速度快、可大量平行处理及可即用即弃等优点

 

微流控是针对靶基因的6个区域设计4种特异引物,在链置换DNA聚合酶(Bst DNA polymerase)的作用下,60--65℃恒温扩增,15-60分钟左右即可实现10^9~10^10倍的核酸扩增,具有操作简单、特异性强、产物易检测等特点。反应结果通过高灵敏度的光广电检测仪进行自动判读,而不需要繁琐的电泳和紫外观察。

 

某样本在爱基因微流控平台上进行多通道联检

 

微流控特点

 

  • 多通道联检

  • 操作简单

  • 便宜

  • 灵敏度高

  • 特异性强

 

 

微流控的优点

 

 

(一)集成小型化与自动化

 

微流控技术能够把样本检测的多个步骤集中在一张小小的芯片上,通过流道的尺寸和曲度、微阀门、腔体设计的搭配组合来集成这些操作步骤,最终使整个检测集成小型化和自动化。

 

 

(二)高通量

 

由于微流控可以设计成为多流道,通过微流道网络可以同时将待检测样本分流到多个反应单位,同时反应单元之间相互隔离,使各个反应互不相干扰,因此可以根据需要对同一个样本平行进行多个项目的检测。与常规逐个项目检测相比,大大缩短了检测的时间,提高了检测效率,具有高通量的特点。

 

 

 

(三)检测试剂消耗少

 

由于集成检测的小型化,使微流控芯片上的反应单元腔体非常小,虽然试剂配方的浓度可能有一定比例的提高,但是试剂使用量远远低于常规试剂,大大降低了试剂的消耗量。

 

(四)样本量需求少

 

由于只在小小的芯片上完成检测,因此需要被检测的样本量需求非常少,只需要微升级别。

 

(五)污染少

 

由于微流控芯片的集成功能,原先在实验室里需要人工完成的各项操作全部集成到芯片上自动完成,使人工操作时样本对环境的污染降低到程度。例如在分子核酸类检测中,无论是样本本身,还是制备后准备用于检测的核酸,均会对实验室造成污染,气溶胶的扩散使得后续样本检测容易出现假阳性。这也是为什么常规分子核酸类检测需要至少在3个房间分别进行不同的操作。微流控技术的使用很好的解决了这一问题。

 

 

独特的分子纳米金技术

 

微流控系统由于其极高的灵敏度,假阳性问题时常发生。爱基因研发出独特的分子纳米金技术,在扩增前,纳米金颗粒吸附引物和酶,让引物和酶保持空间上的分离,有效控制在低温时结合所导致的非特异性扩增。当温度上升到控制的反应温度时,酶和引物进行脱落,形成特异性扩增,使最终检测结果更加精准。