数字PCR技术是核酸定量检测方法的巨大飞跃，是一种突破性的核酸定量分析技术。与传统PCR技术相比，数字PCR一大显著优势是其灵敏度高，能实现精准的绝对定量分析。过去十年，数字PCR平台的商业化已经引发了定量核酸检测领域的一场革命。特别是近两年，国内数字PCR市场尤其热闹：国外企业领跑市场，国内厂商也纷纷发力，相继推出数字PCR新品。各厂商在比技术，更是在比速度！本文盘点了近一年上市的数字PCR新品和最新研发成果，供圈内人士阅读、交流、评鉴。
本文仅列出近一年各厂商推出的数字PCR仪新品，新羿生物、臻准生物等2017年发布的产品并未列入。据了解，凯杰近期疑有新动作，正大力进行数字PCR产品的宣传和推广。国产数字PCR厂商臻准生物近期也会发布新品数字PCR。
1. 前言
数字PCR（digital PCR，dPCR)是一种核酸分子绝对定量技术，与传统定量PCR（qPCR）技术不同，其不依赖于标准曲线和参照样本，直接检测目标序列的拷贝数，检测极限可达单拷贝，具有更出色的灵敏度、特异性和精确性。
具体而言，数字PCR通过终点检测计算目标序列的拷贝数，无需采用内参和标准曲线即可进行精确的绝对定量检测；数字PCR采用终点检测，不依赖于Ct值（循环阈值），所以数字PCR反应受扩增效率的影响降低，对PCR反应抑制物的耐受能力提高，具有很高的准确度和重现性。
理论上，dPCR的反应单元的数目越多（体积越小），数字PCR的灵敏度越高，准确度也越高。根据反应单元的不同形式，主要可分为微板式、微腔式和微滴式三大类系统。
分类
代表企业
反应单元体积
主要优势
主要劣势
微板式
-
33nL~
出现最早
需要借助高通量自动上样设备，大幅提高仪器成本和操作复杂性
微腔式
（芯片式）
Life Technologies（ThermoFisher）
5~6.25nL
反应单元数量较微板式更多，各反应单元更封闭；自动化程度较高
微流控芯片流路复杂且微阀微泵结构制作困难，商业化成本较高
微滴式
Bio-Rad
pL级
能形成最多反应单元，且单元之间封闭；结构简单，操作简便；
自动化程度较低，一致性不稳定，生产工艺不完善
dPCR产业链的中上游主要为仪器、芯片和试剂的研发，具有明显的封闭式特点；产业链的下游根据不同渠道分别对应不同的应用场景。笔者认为，微滴式数字PCR在技术原理、通量和反应单元数等方面均优于微腔式（芯片式），更符合实际应用需求，势必成为数字PCR的主流，但其尚存在技术难点有待突破。
2. 数字PCR：优势明显，应用广泛，市场可期
2.1 反应过程
数字PCR（Droplet Digital PCR ，ddPCR）通过将样品进行有限稀释，使含有核酸分子的反应体系分成数万个nL级的反应单元，每个反应单元中或含有一个乃至多个待检核酸靶分子（或不含待检核酸靶分子）。之后，数万个反应单元进行独立PCR扩增反应后，对每个反应单元的终点PCR荧光信号进行逐一分析，若含有荧光信号则该微滴判读为“1”（阳性），不含荧光信号则判读为“0”（阴性）。最后，将判读结果利用泊松分布原理进行统计分析，通过读取阳性反应单元的个数及比例从而得出靶分子的起始拷贝数或浓度。（如下图）
数字PCR技术在痕量核酸样本检测、复杂背景下稀有突变检测和表达量微小差异鉴定方面具有极大的优势，从而可以使癌症的液体活检、无创产前筛查、感染性疾病的早期检测等重大医学挑战更加容易实现。
2.2 实际应用
与传统qPCR技术相比，数字PCR技术具有极高的灵敏度、特异性和精确性，基于文献报道资料，其在临床诊断、转基因成分分析、基因表达分析、环境微生物分析和NGS测序验证等研究领域显示出巨大的优势和应用前景。
细分领域
实际应用
临床诊断
无创产前检测
癌症标志物检测
病毒检测
拷贝数变异（CNV）检测
点突变（SNP）检测
基因表达分析
全基因组表达分析
单细胞基因表达分析
NGS分析
测序结果验证
测序文库质控
微生物分析
水样微生物检测
病原微生物检测
转基因成分分析
转基因成分定量检测
3. 国内外新品数字PCR
01伯乐
3月24日，Bio-Rad正式发布首款数字PCR一体机系统——QX ONE，该系统将数字PCR工作流程整合成一体化设备。
Bio-Rad QX ONE数字PCR系统新上市的Bio-Rad QX ONE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，提高了实验通量。配备四个独立的荧光检测通道，结合ddPCR特有的高阶多重PCR技术，可以在单反应孔中实现8重拷贝数变异(CNV)检测、5重突变检测或4重基因表达检测。兼容目前QX200 系统中所使用的supermix、assay和kit。02Stilla Technologies近日，Stilla Technologies公司预发布Naica六通道数字PCR系统。
Naica六通道数字PCR系统该数字PCR系统兼容Sapphire高灵敏芯片和Opal高通量芯片，在保持原有创新特性的同时，从三色荧光提高为六色荧光检测通道。不到3小时即可获得6通道的检测，每天可完成至少144个样本检测。03小海龟科技5月21日，小海龟科技再次推出一款自动化数字PCR——BioDigital·青。
BioDigital·青
此款数字PCR首创集成全自动样本配制功能，将96个样本的微液滴制备过程自动化，极大简化了使用者的操作.BioDigital·青搭载4路荧光通道，配置2款数字PCR芯片，可根据客户实际使用需求定制预留的第五路荧光通道。适用于自动化要求高、样本量大、检测位点多、低检测成本需求的应用场景。
04领航基因6月2日，领航基因隆重宣布推出一款全自动液滴数字PCR系统——AD16。
领航基因全自动液滴数字PCR系统(AD16)
该全自动液滴数字PCR系统，整合液滴生成、PCR扩增、多通道荧光检测于一体，可自动实现样本的微滴化处理，进行PCR扩增和检测分析。通过芯片上样提取的核酸后，即可实现无人值守：完全实现从“芯片进，结果出”的全自动化流程。具有如下特点：全自动化，芯片进，结果出，全程仅需2小时;6色荧光通道，多靶标同体系联检，单管反应即可实现“微阵列级”的靶标通量，;一体化微流控芯片，杜绝交叉污染。05永诺生物2019年10月底，永诺生物发布MicroDro微滴式数字PCR系统。该数字PCR系统由MicroDrop-100A样本制备仪、基因扩增仪、 MicroDrop-100B流式微滴检测仪、以及QuantDrop分析软件四个部分组成。
永诺生物发布MicroDro微滴式数字PCR系统
MicroDrop-100数字PCR主要有以下特点：1. 双通道荧光检测，支持EvaGreen染料及探针法，支持多重数字PCR; 2. 生成100,000个皮升级的微滴，适合多重数字PCR的开发; 3. 6个数量级线性范围，基因突变检测灵敏度为0.01%; 4. 全封闭防污染设计，一键式自动化操作; 5. 开放式平台，支持用户自行开发试剂、产品。06锐讯生物2019年8月，锐讯生物发布Rainsure液滴式数字PCR仪DropX-2000新品。
Rainsure液滴式数字PCR仪DropX-2000
产品由两部分组成，包括一体式芯片扩增仪和生物芯片阅读仪。一体式芯片扩增仪，它集样本处理和PCR扩增于一体，省却了人工样本转移、人工密封孔板等繁琐操作，杜绝了人为因素造成样本损失的可能，真正意义上实现了一键式操作。生物芯片阅读仪，实现了对样本的快速扫描、精确分析、软件模拟及完美再现。四色荧光通道可实现对诸如FAM、HEX、VIC、ROX、CY5等荧光的检测。07达微生物2019年10月，达微生物发布首台国产全自动、一体化数字PCR仪——OsciDrop。
达微生物OsciDrop数字PCR系统
据悉，不同于主流进口品牌的技术路线，达微生物OsciDrop数字PCR仪采用该公司独创并具有自主知识产权的DAPCO技术(Droplet Array Production by Cross-interface Oscillation，界面振动微滴阵列)，具有全自动、高通量、低成本三大突出优势，可实现“样本进、结果出”的全自动流程，在仪器和试剂耗材上兼具成本优势。08中科院长春光机所中国科学院长春光学精密机械与物理研究所应用光学国家重点实验室研究员吴文明团队成功研发出采用实时荧光检测模式的连续流动式、全自动、一体化集成数字PCR系统，解决了传统数字PCR系统因终点检测难以区分假阳性的缺点。
该系统基于单恒温热源，只需要一次进样就可同步实现微液滴生成、热循环扩增以及核酸绝对定量分析的整个数字PCR检测流程。工作流程实现自动化控制，无需人为操作，解决了传统数字PCR系统需要依赖人工操作在不同仪器上反复移动样品的弊端。同时，该系统自带太阳能电池，可实现能源自给，为现场检测奠定了基础，并且实验室整机成本仅万元以内;在试验耗材方面，因其不依赖国外系统采用的价格高昂的数字PCR芯片，从而大大降低数字PCR检测耗材成本。来源：仪器信息网，医健趋势
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