导语
随着近些年生物技术的迅猛发展,各种核酸检测技术不断涌现,但我们穿透纷繁复杂的技术原理,人们对于核酸技术的本质要求无非几点:1、检测的灵敏度、特异性;2、检测速度;3、技术使用的操作性(复杂度);4、技术的适用范围;5、成本。
数字PCR作为第三代PCR技术,其准确、灵敏的检测特性已成为行业共识,技术使用复杂度优于荧光PCR(直接定量,相比荧光PCR的相对定量的ct值结果更为简洁清晰),适用范围较荧光PCR更广(数字PCR能够弥补荧光PCR在低靶标含量和低丰度突变稳定检测中的不足)。于此,这篇文章主要想探讨一下数字PCR在检测速度上的提升可能性。
正文
不同于荧光PCR(real-time qPCR)的实时扩增监测,数字PCR的操作环节一般包含微体系制备、基因扩增、终点信号阅读分析三个过程,普遍来讲,其检测时间在3~4小时左右(以做满通量计算,不同产品平台略有差别)。
数字PCR的检测速度决定了实验室用户单日的最大检测批次在2~3批之间,而市场上大部分商业化数字PCR产品的单批检测通量在10~30之间,因此数字PCR的单日检测通量一般在100个样本以内(更高通量的产品做满全板检测时间也相应更长)。
近日,臻准生物在数字PCR检测速度方面再做突破,将原本需要近3个小时的检测时间缩短至1个小时以内,并将单日检测量提升至400个以上!
臻准生物如何实现的呢?
从数字PCR实验的整个环节来看,PCR扩增过程的时间占比最多,如果能够大幅降低扩增所需时间,那么实验的整体时间就能够缩短。
臻准的实现方式如下:
① 使用新一代的DNA聚合酶
该酶具有极高的反应合成速率和耐用性,缩短反应时间的同时不降低其性能表现。预变性时间缩短为0-2秒,退火时间缩短至3秒,整体扩增的时间小于50分钟。
臻准生物数字PCR平台针对此类聚合酶的反应体系进行了精心优化,在大幅提升扩增产物的合成速度下,仍然能够保证合适的扩增效率和扩增稳定性,数据表现与常规程序下的扩增结果无明显偏差:
② 配合恒温扩增体系,实现数字PCR的快速定量
核酸等温扩增技术(Isothermal Amplification Technology)是核酸体外扩增技术,其反应过程始终维持在恒定的温度下,通过添加不同活性的酶和各自特异性引物(或不加)来达到快速核酸扩增的目的。
恒温扩增体系如要适配数字PCR平台,需要搭载平台具有较好的平台开放度。臻准数字PCR系统采用微腔芯片技术路线,固相介质的分隔令数万个微体系相互独立互不干扰,创造了稳定的反应环境。这种技术特点赋予了微反应体系更强的组分兼容性,使恒温酶在微体系中仍具有良好的性能表现。
③ 极限阅读
提升数字PCR的检测时间,除了创新、改良试剂反应体系,硬件上的配合也至关重要。臻准AccuMini的极速阅读仪在光学系统、机械结构方面进行了针对性优化,完成一张芯片全部微孔荧光信号读取仅需5 s,进一步压缩了最终环节的检测时间。
结语
此次臻准公司在数字PCR检测速度上的突破,成功带领数字PCR技术跨入“1小时检测圈”,增速提效的同时,为该技术在更多现实场景下的应用提供了可能,真正做到既准、又快!
臻准生物秉持开放合作的理念,持续在产品技术端加速突破,并将带领国产数字PCR品牌完成在该领域的进口替代,实现国内10万+生物实验室的数字PCR普及!
【关于臻准】
臻准生物科技(上海)有限公司2016年成立,总部位于上海环普云创国际科技园。公司作为上海市高新技术企业,致力于生命科学及体外诊断产品的研发生产和销售服务,团队成员来自知名跨国企业和科研院所,专业涵盖微纳加工、精密仪器、软件及算法、生物试剂研发等众多领域。目前,公司推出了具有完整自主知识产权的微腔芯片式数字PCR产品,基于该平台系统,已研发出覆盖肿瘤液体活检、病原感染、遗传检测、核酸药物质控等领域的多种检测试剂盒产品,并与北京大学、复旦大学、浙江大学、上海市计量测试研究院、上海市质量监督检验技术研究院、南京海关等知名院校及企事业单位达成合作。2019年和2022年,臻准生物先后完成数千万元和超亿元融资。