在医疗诊断、食品安全和环境监测等领域，微生物检测的灵敏度和准确性直接关系到人类健康与安全。传统检测方法（如培养法、qPCR）面临灵敏度不足、耗时长、抗干扰能力弱等挑战。臻准生物凭借自主研发的数字PCR（dPCR）技术，为微生物检测提供更精准、更高效的解决方案。本文将带您探索dPCR如何成为微生物检测领域的“破局者”。
为何需要技术革新？
微生物检测的核心挑战在于：
痕量目标难捕捉：血液、脑脊液等样本中病原体载量极低，传统方法易漏检。
复杂样本干扰强：粪便、土壤等基质中的抑制剂(如腐殖酸、胆盐)严重影响qPCR结果准确性。
定量结果不绝对：qPCR依赖标准曲线和参照物，无法实现真正意义的“绝对定量”。
耐药基因检测滞后：传统方法难以同步分析病原体及其耐药基因，导致治疗盲目性。
dPCR的核心优势
dPCR（Digital PCR）通过微流控技术将样本分割为数万个独立纳米级反应单元，结合终点PCR扩增和荧光信号统计，直接计算目标分子拷贝数，突破传统技术局限：
绝对定量：无需标准曲线，直接计算目标分子数，结果更可靠。
超高灵敏度：可检测低至0.1%的突变频率或单个拷贝的微生物核酸。
强抗干扰能力：对复杂样本中的抑制物耐受性显著优于qPCR。
dPCR在微生物检测中的应用场景
临床诊断
快速诊断血流感染病原体
血流感染（BSI）病情凶险，传统血培养耗时长（5-7天），阳性率低。一项研究对74例疑似BSI患者的血液样本进行检测，结果显示dPCR的阳性率为64.86%，显著高于血培养的40.54%，且平均检测时间仅3.5小时，能够同时检测十几种常见病原体。dPCR可快速﹑批量﹑高效地检测血流感染常见病原体，检测性能可以满足临床需要，血培养联合dPCR技术检测血流感染有利于临床血流感染患者的早期快速诊断与治疗，帮助临床实现“早发现、早干预”。
HIV病毒载量精准监测
精确的病毒载量分析对于阐释疾病病程，后续治疗及疗效评估是至关重要的。病毒载量的波动，即使只下降了非常低的水平，意义却是显著的。在对病原体的研究中，能否实现准确而可靠的病毒DNA或RNA定量分析，关系到实验的成败。研究人员比较了qPCR和dPCR方法检测临床样本中残留的人类免疫缺陷病毒(HIV)，其中包括功能性治愈的HIV感染婴儿。研究人员发现，在检测百万个细胞内的HIV DNA拷贝数时，相比于qPCR，dPCR的灵敏度提升了5倍；在检测病毒长末端重复序列时，dPCR比qPCR灵敏提升了20倍。
侵袭性真菌感染快速诊断
随着大量激素制剂、免疫抑制剂及有创辅助呼吸技术的应用，侵袭性真菌感染患者数量逐渐增多。但往往因为患者起病隐匿且不易被早期发现，侵袭性感染患者的死亡率居高不下。史冬梅及团队结合真菌自身生物学性状及实验室仪器平台优势，研发了包含真菌免疫荧光镜检及dPCR快速诊断的侵袭性真菌病的快速诊断平台，将诊断时长缩短至4小时以内，为患者的救治争取了黄金治疗时间，在真菌感染快速诊断领域取得了重要突破。截止到2024年初，该诊断平台关键技术已成功实现转化，累计有1000余名急危重症真菌感染患者受益，有效诊断率达80%以上，保证患者及时的诊断和有效的治疗。
食品安全
食品源性成分鉴定
由于市场需求扩大和原料价格上涨，部分企业或商家为减少成本获得高利润，加工过程中在食品中加人成本低廉的原料以次充好，因此对于食品源性成分快速准确鉴定的需求一日俱增。任君安等人通过 dPCR对羊肉和猪肉做了检测，实验证明dPCR技术对于羊肉中掺杂猪肉的含量检测具有很好的检测效率，可检测到羊肉中猪肉含量1%的产品,在相对定量检测范围5%~80%之间绝对误差小。该团队还对绵羊及山羊肉产品中鸡肉的含量进行了定量，比qPCR 方法更准确，且在不同热处理和高压下均有良好的重复性和稳定性。不同部位的肉对 dPCR 方法的定量准确性也没有影响。
食品中的微生物检测
可引起食源性疾病的微生物是影响食品安全的主要因素之一，如沙门氏菌、单增李斯特菌、大肠杆菌等。这些微生物广泛存在于肉制品、奶制品、水产品、蔬菜等多种食品中，是引起食物中毒的主要致病微生物。赵新等根据沙门氏菌 invA 毒力基因序列对沙门氏菌进行快速检测并与传统培养法进行对照验证，检测灵敏度可达到100 CFU/mL，模拟污染沙门氏菌的金针菇样品实测与传统国标法对比符合率100%，可以在保障准确性的同时节省大量时间。此外，酸奶、玫瑰酱等发酵食品中含有大量益生菌，采用dPCR 技术可对其亚种进行鉴别并测定含量。
非洲猪瘟病毒（ASFV）检测与标准物质研制
非洲猪瘟不仅严重危害养猪业，还对中国的国民经济造成了巨大的影响。在没有疫苗可以应用的情况下，实验室检测是识别和清除非洲猪瘟最有效的办法。吉林农业大学团队建立ASFV的dPCR检测方法，针对B646L基因设计探针，最低检测限达0.7拷贝/μL，并成功研制核酸标准物质，用于全国150家屠宰企业的能力验证，结果准确率100%，为ASF的防治提供了技术支撑，有效保障肉类食品安全。
农业/环境监测
玉米穗腐病抗性研究
玉米穗腐病由镰刀菌引起，共生菌群组成影响对穗腐病的敏感性，但NGS数据存在不确定性。不同玉米种质胚相关细菌群落和单一菌株在促进抗真菌感染方面有一定相关性，作者利用dPCR技术进一步揭示了玉米胚胎微生物群的新作用，并为后续研究奠定了基础，为植物育种计划提供依据。
蓝藻水华预警与治理
杨军团队在2018年成功分离、培养产毒拉氏尖头藻藻株后，利用纯培养的藻株建立了一种基于数字PCR（dPCR）的检测方法，可同时检测拉氏尖头藻与产拟柱胞藻毒素特异基因。数据显示，dPCR检测结果与qPCR方法和显微镜计数结果均具有较强的相关性，结果一致性较高。但是，在拉氏尖头藻低丰度情况下（1-10000 cell/L），dPCR精确度更高。此外，在检测环境样品时，dPCR方法检出率最高，尤其是在低丰度条件下优势更明显。dPCR方法应用于有害蓝藻监测，可为水库型水源地管理部门和相关机构提供充足的预警时间，以实施管理优化措施，避免或减少有害蓝藻造成的经济损失和健康风险。
臻准生物：以创新驱动dPCR技术落地
基于用户反馈的核实与产品信息更新，臻准生物通过将核心产品线通过模块化设计和技术创新，已实现关键环节的自动化与高效检测。目前，两大主力产品系列——AccuONE和AccuMini，分别针对不同场景需求提供差异化解决方案。
AccuONE系列
自动化核心环节：配备全自动上样仪，1分钟完成样本分配，结合高精度芯片阅读仪，实现快速检测与分析，有效减少人工干预。
高通量检测：R200型号支持32张芯片同时分析，6色荧光通道满足多重检测需求，适配大规模样本筛查。
精准性与稳定性：芯片分割技术确保≥20,000个独立反应单元，检测灵敏度达0.01%，适用于低丰度病原体或突变基因的绝对定量。
AccuMini系列
灵活便携：体积小巧（A4纸一半大小），单样本检测仅需5秒，无需凑样，适合临床即时检测（如感染病原体快速筛查）。
低成本与易用性：通过精简配置降低购置门槛（MiniQuant™系统仅需9.9万元），聚焦企业参考品定值等细分场景，推动技术普及。
合规化落地：AccuMini已获NMPA注册证，可合法进入医院，服务于感染诊断、耐药基因检测等临床需求。
臻准生物通过模块化设备组合与多样化试剂盒（如病原微生物、耐药基因检测方案），覆盖从科研到临床的全链条需求，同时与多家医疗机构及第三方检测平台合作，加速技术转化。
未来展望：技术下沉与场景融合
dPCR技术将朝着更智能、更普惠、更场景化的方向发展。一方面，便携式设备（如手持dPCR仪）的研发将推动现场即时检测在基层医疗、环境监测等场景的落地；另一方面，多重检测能力的提升（如单次反应覆盖数百靶标）与AI算法的深度整合，将实现微生物组动态预测和耐药趋势分析，赋能精准医疗与公共卫生决策。此外，随着中国化技术成熟，dPCR将从高端实验室下沉至工业质控、食品快检等领域，成为标准化检测的“黄金工具”。未来，技术突破与市场需求的双轮驱动，将进一步拓展dPCR在微生物检测中的边界，为全球健康与安全提供更坚实的保障。
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。