微滴式数字PCR在法医混合样本定量中的应用

摘要

ddPCR绝对定量原理及其在法医混合样本分析中的三大优势:微量组分检测(0.01%)、抑制剂耐受、无需标准曲线。与qPCR的对比与局限分析。

微滴式数字PCR(ddPCR)将反应体系分割为20000个纳米级微滴,每个微滴独立进行终点PCR扩增,通过泊松分布统计直接给出核酸分子的绝对定量数据——无需标准曲线,从根本上改变了法医学混合样本的定量分析模式。

技术原理

样品经微滴化处理后,每个微滴含0个或1个目标分子。PCR扩增后,荧光微滴计数,泊松校正得到拷贝数浓度。ddPCR对混合样本的核心贡献在于:①可直接计算主/次要贡献者的DNA绝对比例(而非相对比值);②对PCR抑制剂耐受性强(微滴封闭性);③可检测低至0.01%的微量混合成分。

与qPCR的对标优势

指标qPCRddPCR
定量方式相对定量(需标准曲线)绝对定量(无需标准曲线)
低丰度检测~1%0.01%
抑制剂耐受中等
变异系数10-30%<10>

法医学应用场景

性侵混合样本中嫌疑人组分(<5>

局限

ddPCR的荧光通道数限制(通常2-4通道)使得多重检测能力弱于qPCR。高通量方面单次检测样本量受限(96孔板),不适合大量样本筛查。

参考文献

  1. Hindson BJ, Ness KD, Masquelier DA, et al. High-throughput droplet digital PCR system for absolute quantitation of DNA copy number. Anal Chem. 2011;83(22):8604-8610. DOI: 10.1021/ac202028g
  2. Gill P, Haned H, Bleka O, et al. Genotyping and interpretation of STR-DNA: Low-template, mixtures and database matches. Forensic Sci Int Genet. 2015;18:100-117. DOI: 10.1016/j.fsigen.2015.03.008