Page 79 - 畜牧兽医与现代农业技术研究

第二章 动物防疫检疫

子的阳性微滴的荧光信号强度增加，最后根据泊松分布，通过阳性微滴的比例给
出目标分子的绝对拷贝数。微滴式数字 PCR 过程通常包括微滴生成、微滴反应
以及微滴检测 3 个过程，但也有将 3 个过程高度集成的设备，如 Bio-RadQXONE
数字 PCR 系统整合了微滴生成、热循环反应及微滴读取等步骤，最大程度减少

人工操作，还配备 4 个独立的荧光检测通道提高了实验通量。
2. 微流控芯片数字 PCR
微流控芯片数字 PCR 基于微流控芯片技术，芯片由微米级流体的管道、反
应器等元件构成，其结构极大地增加了流体环境的面积 / 体积比，可以最大限度

利用液体与物体表面有关的特殊性能。如由层流效应引发的微管道中液体的层流
状态使得在非平衡状态下对微流体的操控成为可能，毛细效应、快速热传导和扩
散效应使得微流控器件对样品流体具有高效的处理能力，从而芯片可快速并准确
地将样品流体分成若干个独立的分区。PCR 反应之后，再读取每个独立分区得

到荧光信号并计数。微流控芯片的优势是在一张芯片上就可以完成样品加样、预
处理、PCR、检测等系列过程。目前使用微流控芯片技术的数字 PCR 系统主要
有 Fluidigm 公司的 Biomark HD 基因分析系统、Thermo Fisher Scientific 公司的
Quant Studio 3D 数字 PCR 系统。微流控芯片数字 PCR 在医学临床主要应用领域

是进行多基因位点平行检测以指导临床用药。
3. 微滴芯片式数字 PCR
以主流的法国 Stilla Technologies 公司开发的 Naica Crystal 全自动微滴芯片
数字 PCR 为例，由微滴生成 / 扩增仪和微滴阅读分析系统组成，全程仅需唯一

耗材，即 Sapphire 芯片（cutting-edge 微流体芯片），可封闭式完成从加样、微
滴生成和扩增，到采集数据获得结果的全程。先将 PCRmix 加入芯片，再置于微
滴生成扩增系统反应，即可自动获得 25000~30000 个均匀一致的微滴，且以单层
平铺方式形成 2D 阵列；进入 PCR 扩增步骤，无需将生成微滴转移至 PCR 管中；

随后使用微滴阅读分析系统和专用软件对微滴成像，用以检测包含扩增片段的微
滴，通过对阳性微滴计数从而得到核酸绝对数量。基于 Naica 数字 PCR 平台开
发的针对新型冠状病毒（2019-nCoV）的高度特异、高灵敏的数字 PCR 绝对定量
检测方法，可降低由假阴性带来的病原扩散潜在风险。

（二）应用
在进行核酸绝对定量时，数字 PCR 技术因极高的灵敏度，充分弥补了依靠

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