一种可绝对定量核酸的数字PCR微流控芯片
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数字pcr标准数字PCR(digital PCR,dPCR)是一种核酸绝对定量技术,它通过将核酸样本分散到大量独立的反应单元中,并分别进行PCR扩增,实现对核酸的绝对定量。
数字PCR技术具有高精度、高灵敏度、高重复性和高可追溯性等优点,因此在生物医学研究、临床诊断、基因组学和农业等领域具有广泛的应用前景。
以下是关于数字PCR标准的详细介绍。
一、数字PCR标准的发展历程数字PCR技术最早由Applied Biosystems公司开发,并作为其专利技术进行推广。
该技术通过将核酸样本分散到大量独立的反应单元中,并对每个反应单元进行PCR扩增,利用泊松分布原理实现对核酸的绝对定量。
随着技术的发展和市场的需求,数字PCR技术逐渐得到广泛应用,并形成了一系列的技术标准和规范。
二、数字PCR技术的原理数字PCR技术的原理是将核酸样本分散到大量独立的反应单元中,每个反应单元中包含一定量的模板核酸、引物和DNA聚合酶等反应成分。
在PCR扩增过程中,每个反应单元独立地进行PCR扩增,最终得到的PCR产物数量符合泊松分布规律。
通过统计PCR产物的数量,可以实现对目标核酸的绝对定量。
三、数字PCR技术的优势数字PCR技术相比传统的定量PCR技术具有以下优势:1.高精度:数字PCR技术通过将核酸样本分散到大量独立的反应单元中进行PCR扩增,可以消除传统定量PCR技术中存在的荧光信号交叉干扰和基线漂移等问题,从而实现高精度的定量。
2.高灵敏度:数字PCR技术对核酸的检测灵敏度可达单个分子水平,比传统定量PCR技术更高。
3.高重复性:数字PCR技术在独立反应单元中进行PCR扩增,可以消除传统定量PCR技术中存在的重复性问题,从而实现高重复性的定量。
4.高可追溯性:数字PCR技术对每个反应单元进行独立定性和定量,可以实现从样本到结果的完整可追溯性,保证结果的准确性和可靠性。
四、数字PCR技术的应用领域数字PCR技术在生物医学研究、临床诊断、基因组学和农业等领域具有广泛的应用前景。
数字pcr组成
数字PCR技术是一种高精度、高灵敏的PCR技术,它利用数码技术将PCR产物数量进行数字化,从而实现了基因检测的高通量和高精度。
数字PCR通常由以下几个组成部分构成:
1. 热循环系统:数字PCR热循环系统包含温控器和加热板,用于控制PCR反应体系的温度和时间,实现PCR扩增。
2. 数字PCR芯片:数字PCR芯片是数字PCR的核心部件,它通常由微流控芯片和数字PCR芯片两个部分组成。
微流控芯片用于控制PCR反应体积和反应过程,数字PCR芯片则用于将PCR产物数量数字化。
3. 数字PCR检测设备:数字PCR检测设备是用于检测数字PCR 芯片中PCR产物数量的设备,通常包括荧光检测器和摄像头等部件。
4. 数据分析软件:数字PCR数据分析软件可将数字PCR芯片中获得的PCR产物数量数据进行处理和分析,从而实现基因检测的定量和质量控制。
数字PCR技术的组成部分不同于传统PCR技术,它利用微流控和数字技术实现了PCR产物数量的精准控制和数字化,从而在基因检测和精准医疗等领域具有广阔的应用前景。
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南通微流控芯片数字pcr原理
微流控芯片数字PCR是一种通过微流控芯片将样品分离成微
小的液滴,然后进行PCR扩增、检测和分析的技术。
其原理如下:
1. 样品的预处理和分离:将需要检测的样品进行预处理,比如提取DNA或RNA,并将其分离成微小的液滴。
在微流控芯片中,液滴可以通过微通道控制,实现精确控制液滴大小和数量。
2. PCR扩增:在微流控芯片中,每个液滴都可以作为一个反
应室,进行PCR扩增。
PCR是一种将DNA模板扩增成数百
万份复制的技术,需要进行多次循环的温度变化。
3. 检测和分析:扩增完成后,可以通过等离子检测器或荧光显微镜等方法对微小液滴中的目标DNA分子进行检测和分析。
通过检测PCR扩增产物的数量和时间,可以确定目标DNA的数量和种类,实现高度灵敏的检测和分析。
通过微流控芯片进行数字PCR技术,可以提高PCR扩增的速
度和灵敏度,并实现精确制备和自动化操作,从而广泛应用于生物医学研究、临床诊断和环境监测等领域。
数字pcr原理数字PCR原理。
数字PCR(Digital PCR)是一种基于PCR技术的高灵敏度、高精确度的DNA定量分析方法。
与传统的实时定量PCR相比,数字PCR能够更准确地定量目标DNA的起始量,特别适用于稀有突变体的检测和细胞外DNA的定量分析。
数字PCR的原理基于将DNA样本分割成许多微小的反应单元,每个单元中只包含一份目标DNA分子,通过对单元中目标DNA的扩增和计数,可以准确地确定起始DNA的数量。
数字PCR的实现依赖于微流控芯片技术,通过微流控芯片将DNA样本分割成数以千计的微小反应单元。
在每个反应单元中,目标DNA被扩增至可检测的水平,然后使用荧光探针或染料进行标记,通过荧光信号的检测和计数,可以得到每个反应单元中目标DNA的数量。
通过对所有反应单元的计数结果进行统计分析,可以准确地确定起始DNA的数量,从而实现对DNA的高精确度定量。
数字PCR的原理核心是将DNA样本分割成独立的反应单元,每个单元中只包含一份目标DNA分子。
这种分割可以避免PCR反应过程中的竞争效应,提高了定量的准确性。
另外,数字PCR还具有更高的检测灵敏度,可以检测到非常稀有的突变体或低拷贝数的DNA分子。
这使得数字PCR在肿瘤早期诊断、液体活检等领域具有广阔的应用前景。
数字PCR的原理与传统PCR相似,都是通过DNA的扩增来实现对DNA的定量分析。
但是数字PCR通过微流控芯片技术将样本分割成独立的反应单元,避免了PCR反应中的竞争效应,提高了定量的准确性和灵敏度。
数字PCR已经被广泛应用于医学诊断、生物学研究、环境监测等领域,成为DNA定量分析的重要工具。
总的来说,数字PCR是一种基于PCR技术的高精确度、高灵敏度的DNA定量分析方法,其原理基于微流控芯片技术实现样本的分割和DNA的独立扩增。
数字PCR已经成为生物医学领域中重要的分子生物学工具,为基因检测、疾病诊断、药物研发等领域提供了强大的支持。
随着技术的不断进步和应用的拓展,数字PCR将在生命科学领域发挥越来越重要的作用。
微流控芯片应用场景微流控芯片是一种基于微纳米技术和流体力学原理设计的芯片,常常用于实现微小流体控制和化学反应的自动化。
微流控芯片具有大量优秀的特性,如小体积、高精度、快速响应等,在众多应用场景中发挥着重要作用。
医疗与生物学领域微流控芯片在医疗与生物学领域可应用于细胞生长、细胞分析、肿瘤诊断、药物筛选等等。
其应用场景主要包括以下几个方面:1、基于微流控芯片的PCR技术。
芯片上的微通道结构可以实现小分子混合和分离,这使得成功扩增和分离DNA序列成为可能。
2、流式细胞术。
微流控芯片可用于细胞类型、数量、状态的检测,可以实现自动化、高通量筛选,而且不需要大量的样品。
3、朊病毒筛选。
微流控芯片可以筛选不同的病毒突变体,以筛选出最具致病性的病毒。
4、基于微流控芯片的药物筛选平台。
微流控芯片可以模拟复杂的微环境,例如肿瘤周围组织环境,帮助研究员筛选更具有生理活性的化合物。
工业生产微流控芯片可用于各类生产中,该方面主要应用场景有以下几个方面:1、基于微流控芯片的化学反应控制。
微流控芯片中的小管道和微反应器可以实现微水平的混合及反应,其优点包括大幅减少反应液体积和方便的高通量产出。
2、高通量筛选合成材料。
微流控芯片可以通过纳米粒子合成的参数进行微观控制,可以快速高效地分析新型材料的性质,可以挖掘出众多冷门原子组合,并快速生产出可工业化的新型材料。
3、重金属药剂回收。
微流控芯片中的纳米颗粒可以帮助去除水中有害物质,例如有害的化工废水或重金属药剂,将其隔离、收集和浓缩起来,以便后续利用或处置。
能源领域微流控芯片在能源领域可应用于提高能源的利用效率,主要应用场景如下:1、新型电池材料的筛选。
微流控芯片可以快捷、高效地筛选新型电池材料,可以减少研发时间,降低研发成本,为电池行业的研发提供有效的手段。
2、基于微流控芯片的液态固体燃料电池。
微流控芯片可以协调重金属离子流体、钠离子电解质、电解液等等复杂的化学反应,开发出新型的清洁能源。
多种基于微流控芯片的检测方法用于细菌检测邵奕霖;徐小平;高菊逸【摘要】致病菌常规检测方法以培养鉴定为主,该方法周期长,培养条件苛刻,难以做到快速检测.微流控芯片具有小型化、高通量、快速、集成、耗材少等优点,近年得到了快速发展并逐步应用于各个领域.利用微流控芯片技术可实现细菌的快速检测,将该技术与其他技术相结合也得到了广泛应用.该文就近些年联合其他细菌检测方法设计的微流控芯片进行了综述,并探讨各种协同方法的优缺点及临床应用前景或价值.【期刊名称】《临床检验杂志》【年(卷),期】2017(035)004【总页数】2页(P296-297)【关键词】微流控芯片;细菌;快速检测【作者】邵奕霖;徐小平;高菊逸【作者单位】南昌大学研究生院医学部,南昌330006;香港大学深圳医院,广东深圳518053;香港大学深圳医院,广东深圳518053;香港大学深圳医院,广东深圳518053【正文语种】中文【中图分类】R446.6微流控芯片(microfluidic chip)技术是在微米级通道内操控微量流体的技术,通过微进样技术和对微通道内流体的控制,可将芯片分隔成多个功能模块,包括样品分选室、富集室、反应室、检测室等,也被称为微整合分析芯片(micrototal analytical systems)。
微流控芯片在细菌检测上具有巨大潜力,已发展成多学科交叉的新型研究领域。
目前利用传统检测方法设计制作的芯片包括化学芯片和基因芯片。
现就几种芯片的优缺点综述如下。
细菌悬液经负压吸引通过检测孔时,因细菌体积大小、表面性质的不同产生不同的脉冲信号,经放大、分选后累加记录,可将脉冲信号转化为细菌数量和种类等相关信息。
近些年,电阻抗技术也被应用到微流控芯片上。
Mejri等[1]制作的芯片有3个3 mm×3 mm独立检测室,每个检测室包绕有交错的微金电极,联合红外光谱检测大肠埃希菌,检出限(limit of detection,LOD)达到104 CFU/mL。
无锡微流控芯片数字pcr原理无锡微流控芯片数字PCR原理随着基因工程和生物学的不断发展,PCR技术已经成为了这一领域中不可或缺的一种技术手段。
而数字PCR作为PCR的新分支,能够更加准确地定量分析复杂的DNA样本。
无锡微流控芯片数字PCR原理旨在利用微流控技术和数字PCR技术相结合,对生物样品进行快速精确的分析和检测。
1. 微流控技术微流控技术是一种利用微细管道和微小组件实现液体精确控制,进行微分析和微处理的技术。
该技术可以将复杂的分析流程缩小到微小的尺度,实现高通量、高灵敏度、高精度和小样本分析。
2. 数字PCR技术数字PCR技术是一种基于单分子PCR反应的新型PCR技术,能够更准确地定量分析复杂的DNA样本。
数字PCR技术不仅能够避免PCR 反应的扩增性失真,还能够提高检测的灵敏度和特异性。
3. 无锡微流控芯片数字PCR原理基于微流控芯片技术,将数字PCR技术应用到芯片上,可以实现对生物样品的快速精确分析和检测。
具体原理如下:(1)样品进样:生物样品通过微流道进入芯片,由于微流道的尺寸非常小,所以可以避免样品的浪费和排放。
(2)单分子分析:样品在微流道内进行单分子PCR反应,每一条DNA分子被隔离并进行PCR扩增,数字PCR可以精确地测量每一个PCR产物的数量。
(3)信号检测:数字PCR反应产生的信号通过光学检测系统进行检测,并转化为数字信号,从而实现对生物样品的快速、准确定量分析。
(4)数据分析:对数字信号进行数据采集、处理和分析,能够得到样品中每一个DNA分子的绝对数量。
总之,无锡微流控芯片数字PCR技术是一种高通量、高灵敏度、高精度并且小样本分析的技术手段,将微流控技术和数字PCR技术相结合,为生物样品的快速、准确定量分析提供了一条新的途径。
达微基因数字pcr英文回答:Digital PCR (dPCR) is a powerful molecular biology technique used to quantify and analyze nucleic acids in a precise and sensitive manner. It is a variation of the traditional PCR method, but instead of amplifying thetarget DNA or RNA in a single reaction tube, dPCRpartitions the sample into thousands of individual reactions. Each reaction contains a single molecule or a few molecules of the target nucleic acid, allowing for absolute quantification and detection of rare or low-abundance targets.The main advantage of dPCR over traditional PCR is its ability to provide absolute quantification. Traditional PCR measures the relative abundance of the target nucleic acid by comparing it to a standard curve or reference sample. In contrast, dPCR directly counts the number of target molecules present in the sample, providing an accurate andprecise measurement of the target concentration.To perform dPCR, the sample is first partitioned into a large number of individual reactions, either bymicrofluidic chips or by emulsion droplets. Each reaction contains a template DNA or RNA molecule, along with the necessary PCR reagents. The reactions are then subjected to thermal cycling, which amplifies the target nucleic acid in each reaction independently.After amplification, the reactions are analyzed to determine the presence or absence of the target molecule. This can be done by detecting fluorescence signals from labeled probes or by analyzing the endpoint fluorescence intensity. The number of positive reactions is then used to calculate the absolute concentration of the target molecule in the original sample.dPCR has several applications in research, clinical diagnostics, and biotechnology. It can be used for precise quantification of viral load, detection of rare mutations or genetic variants, copy number variation analysis, andgene expression profiling. It is particularly useful for samples with low target abundance or when accurate quantification is required.In conclusion, dPCR is a powerful and versatile technique for nucleic acid quantification. Its ability to provide absolute quantification and detect rare targets makes it a valuable tool in various fields of biology and medicine.中文回答:数字PCR(dPCR)是一种用于精确和敏感地定量和分析核酸的强大分子生物学技术。
微流控芯片是一种利用微型流体系统进行流体控制和分析的微型化芯片。
它将传统的实验室分析设备缩小到微型芯片上,实现了微型化、高效化和低成本化。
微流控芯片的研究和应用已经在生物医学领域、环境监测领域、食品安全领域等方面取得了广泛的应用和成果。
国家自然科学基金是我国科学技术部设立的促进基础研究的重要资助项目,它旨在支持那些有潜力和创新性的基础科学研究项目。
国家自然科学基金的资助对于微流控芯片的研究和应用具有重要的意义。
1. 微流控芯片的技术原理微流控芯片主要利用微流控技术和微制造技术,实现微型流体系统的控制和分析。
它通常包括微流道、微阀、微泵、微反应室等组成部分,通过微小体积的导液系统实现对微流体的控制和操作。
微流控芯片的基本原理是利用微米级管道和微器件对微流体进行快速和精确的控制,实现微流体的混合、分离、检测和分析。
2. 微流控芯片的广泛应用微流控芯片已经在多个领域取得了广泛的应用。
在生物医学领域,微流控芯片可以用于细胞分选、蛋白质分析、基因检测等方面,可以实现对微生物、细胞和分子的精确操控和分析。
在环境监测领域,微流控芯片可以用于水质分析、大气污染监测等方面,可以实现对微量环境污染物的快速检测和分析。
在食品安全领域,微流控芯片可以用于食品中毒物质的检测、食品成分分析等方面,可以实现对食品质量和安全的快速检测和分析。
3. 国家自然科学基金对微流控芯片的支持国家自然科学基金对微流控芯片的支持主要包括对微流控芯片基础研究的资助和对微流控芯片相关应用项目的资助。
在微流控芯片基础研究方面,国家自然科学基金资助了一大批的微流控芯片材料、制备工艺、流体动力学、生物分析等方面的基础研究项目。
这些研究项目在微流控芯片的基础理论和关键技术方面取得了重要的成果,为微流控芯片的发展奠定了坚实的基础。
在微流控芯片相关应用项目方面,国家自然科学基金资助了一系列的微流控芯片在生物医学、环境监测、食品安全等领域的应用项目。
这些项目在微流控芯片在实际应用中的关键技术、装备设备、产品开发等方面取得了重要的突破,推动了微流控芯片的产业化和市场化进程。
ddPCR数字PCR检测服务
数字PCR即Digital PCR(dPCR),它是⼀种核酸分⼦绝对定量技术。
相较于传统的qPCR,数字PCR可让你能够直接数出DNA分⼦的个数,是对起始样品的绝对定量。
数字PCR是最新的定量技术,基于单分⼦PCR⽅法来进⾏计数的核酸定量,是⼀种绝对定量的⽅法。
主要采⽤当前分析化学热门研究领域的微滴化⽅法,将⼤量稀释后的核酸溶液分散⾄芯⽚的微滴中,每个反应器的核酸模板数少于或者等于1个。
这样经过PCR循环之后,有⼀个核酸分⼦模板的反应器就会给出荧光信号,没有模板的反应器就没有荧光信号。
根据相对⽐例和反应器的体积,就可以推算出原始溶液的核酸浓度。
微基⽣物可以提供数字PCR(ddPCR)检测服务。
数字PCR的检测原理
数字PCR的优势
⽆需标准品(标准曲线),对靶标分⼦实现绝对定量
可以实现0.01%或以上的突变检出率,更⾼的灵敏度;
有效区分浓度差异(变化)微⼩的样品,更⾼的精密度和重复性;
不依赖扩增效率,能克服PCR抑制剂的影响,特别适合基质复杂样本的检测。
可检测样本及类型
⼟壤、⽔体、粪便、沉积物等样本中细菌、真菌等微⽣物绝对量
⼟壤、⽔体等样本的抗⽣素抗性基因的绝对量
⼟壤、沉积物等样本中碳循环、氮循环、硫循环等功能基因的绝对量。