液滴微流控技术在数字PCR中的应用

液滴微流控技术

微流控中的微尺度液滴领域，相比于传统的连续流，离散化的乳液以其试剂消耗量极小为显著特征，可以极大的降低昂贵试剂消耗成本。每一个形态稳定的液滴均可视为独立的微反应器，减少了交叉污染，便于操控，其很大的比表面积还能加快各种反应速度和传热传速度，因此是药物合成，单细胞分析，分子生物学，材料合成等领域的理想选择。

传统的液滴生成主要是通过振动揽拌或者喷射。然而，运用振动揽拌或者喷射方式产生出的液滴常会有大小不均匀的问题，而且无法检测，大大限制了液滴在高通量、高灵敏的大规模生化分析中的应用研究。随着微流控技术的发展，液滴技术也迎来了新的变革。

聚合酶链式反应（PCR）

聚合酶链式反应（PCR）是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术，它可看作是生物体外的特殊DNA复制。

与传统的PCR方法相比，液滴式数字PCR需要在扩增前对样品进行微滴化处理，通过将样品一次性分散到几十甚至上百万个微液滴中来实现单模板分子的隔离，因而具有较高的精密度和准确度。

液滴数字PCR

在液滴数字PCR中，每个微液滴内可包含有一个DNA模板分子，或不含模板DNA分子, 通过使用每个液滴的荧光检测，研究人员可以很容易地计算出在扩增后的原始样品中的目标基因的数量。

数字PCR技术已被广泛应用于基因工程、医学诊断和环境工程中，并代表了PCR技术的未来发展趋势。液滴数字PCR是微流控芯片和数字PCR技术相结合的产物，是一种新型的、快速发展的数字PCR技术。

液滴数字PCR的优势：

提高准确性，降低成本

液滴数字PCR不仅提高了目标基因的定量准确性，也降低了成本。

提高传质传热效率，缩短扩增时间

液滴PCR技术在降低了试剂与样品消耗量的同时提高了传热传质效率，从而大幅地缩短了PCR扩增时间。

降低交叉污染的可能性

因为每个DNA模板分子均是在各自的微液滴中分别进行PCR循环扩増，这就非常有效地降低了模板分子间发生相互干扰与交叉污染的可能性。

整理自《基于液滴微流控的数码PCR技术》 李俏莹