1992年， Sykes等科學家首次提出了“數字PCR”的概念。他提到有限稀釋，終點PCR和泊松統計資料的結合可以定量測量核酸濃度。
數字聚合酶鏈反應，簡稱數字PCR，dPCR或dePCR，是對常規聚合酶鏈反應方法的生物技術改進，可用於直接定量擴增DNA，cDNA或RNA的核酸鏈。追溯歷史，我們發現聚合酶鏈反應已經更新了三代。第一代PCR依靠凝膠電泳來分析PCR產物，但始終受到檢測限低，操作費力和僅適用於定性研究的侷限。第二代PCR，也稱為實時定量PCR（RT-qPCR），可以透過標準曲線對產物進行定量，但對干擾物質的耐受性較低。數字PCR（dPCR）是第三代PCR，可透過分配反應進行絕對定量。這項技術在分子檢測中具有很高的靈敏度和準確性。人們稱之為一項精確定量核酸的革命性技術。
數字PCR優異的樣品分配步驟與泊松統計資料分析相結合，比傳統PCR和qPCR方法具有更高的精度。因此，數字PCR特別適合檢測少量輸入核酸或需要樣品中目標量具有較高解析度的應用。
如今，全球dPCR和qPCR市場競爭激烈。到2024年，市場規模預計從2019年的41.133億美元增長到62.709億美元，複合年增長率為8.8％。由於數字PCR和實時PCR的應用廣泛，因此無時無刻不被拿出來做比較。
數字PCR
原理：PCR反應系統分為小體積隔室。擴增後，對陽性和陰性反應的數目進行計數，直接獲得樣品的複製數。
應用：液體活檢；複製數變化分析；檢測低數量的病原體；檢測罕見基因突變；非侵入性產前診斷；食品和轉基因檢測；環境檢測；第二代測序文庫分析。
優點：絕對定量，無需標準曲線，靈敏度高，對PCR抑制劑的耐受性更高；
缺點：動態範圍窄，成本高。
實時熒光定量PCR
原理：擴增產物的量與熒光訊號強度成正比，並且使用反應週期閾值和標準曲線對樣品進行定量。
應用：病原體的檢測和定量；基因表達的相對檢測；單核苷酸多型性分析；腫瘤標誌物的檢測等。
優點：動態範圍廣，應用範圍廣，成本低；
缺點：擴增效率容易受到PCR抑制劑的影響。
數字PCR儀器根據反應混合物的分離方法，可分為晶片數字PCR（cdPCR）和液滴數字PCR（ddPCR）。
cdPCR利用微流控技術，將反應分為奈米級反應室。經過一系列反應後，用成像系統和倒置內窺鏡檢測熒光。然後利用成像軟體計算目標序列的複製數。
ddPCR利用油包水和微流控技術建立微反應單元。核酸被隨機分為油包水小滴，分別進行PCR。然後使用雙色光學檢測系統讀取每個液滴中的訊號。
儘管數字PCR是一項相對較新的技術，但市面上已經有公司開發出商業化平臺來提供更好的分析結果。
數字PCR檢測已經從純粹的學術研究發展到大規模的市場應用，成為了一種有效的輔助診斷方式。
雖然我國數字PCR處於早期階段，但是在國家政策的鼓勵和扶持下，最近幾年數字PCR呈現迅猛發展的態勢。
在國家釋出的《“十三五”醫療器械科技創新專項規劃》中，倡導發展前沿關鍵技術，引領醫療器械創新，其中列出5類創新產品研發發展方向作為重點任務。在IVD方面提出要發展新型分子診斷系統。重點開發現場快速提取/檢測核酸一體化平臺，新型基因測序儀，全自動核酸檢測系統，定量數字PCR等系統。
國內企業在PCR儀器研發，微流控晶片設計，自動化整合，臨床應用等方面都存在難點，同時還面臨NGS產業鏈的競爭，因此除了國家的扶持外，藉助具有豐富研發技術經驗的合作伙伴的幫助也是一條破局之道。
英國ITL集團在體外診斷儀器開發領域擁有豐富的經驗，憑藉其在工程設計，生物化學等領域的堅實基礎，對於醫療器械法規的深刻認識以及完善的質量管理體系，ITL一直站在IVD檢測技術創新應用的前沿，與多家國際知名企業共同開發具有創新性優勢的IVD儀器，在業界創造了良好的口碑。如果您還在為您的下一代IVD產品尋找合作伙伴，趕快聯絡我們吧。
