female scientist working out the results
디지털 PCR

dPCR for beginners

dPCR의 진화

오늘날의 복잡한 연구 목적에는 기존 PCR 기술의 용량을 넘어서는 심도 있는 정보가 필요합니다. 3세대 디지털 PCR은 이러한 격차를 줄이고 일상적인 연구 목적을 다루는 훨씬 간단하고 실용적인 기술이 되고 있습니다.

디지털 PCR 기술의 개념은 1992년 Sykes 등이 ‘제한 희석 PCR’이라고 설명한 이래로 현재까지 이어져 오고 있습니다. 이 일반적인 방법은 end-point 분석과 푸아송 통계를 사용하여 샘플에 존재하는 핵산 분자의 절대적인 수를 정량화합니다. 그 후 1999년 Vogelstein과 Kinzler는 샘플을 희석하여 파티션이라는 개별 반응으로 분배하고 증폭 후 형광 신호가 있는 단일 생성물을 검출하고 분석하는 방법을 개발하는 혁신적인 연구를 수행했습니다. 그 후 Vogelstein과 Kinzler는 오늘날 모두가 알고 있는 ‘디지털 PCR’이라는 용어를 만들어 냈습니다.

수년에 걸쳐 이러한 방법은 혁신적으로 발전하고 상용화되어 더 널리 보급되었습니다. 미세유체 칩 및 디스크, 마이크로어레이 및 미세방울 또는 유수 에멀션 기반의 방울 결정에서 디지털 PCR을 수행할 수 있으며, 더 최근에는 qPCR과 유사한 플레이트에서 수행할 수 있습니다.

여전히 디지털 PCR이란 무엇인가에 대한 답을 찾고 있으세요? 디지털 PCR의 기본 사항, 장점, 한계 및 응용 분야에 관해 자세히 알아보려면 벤치 가이드를 확인하세요.

디지털 PCR을 사용하면 기준 또는 표준 곡선 없이도 핵산을 절대 정량화할 수 있습니다. 샘플을 수천 개의 개별 반응으로 분할하는 이 방법은 억제제에 대한 높은 내성, 뛰어난 정밀도, 향상된 민감도 및 높은 재현성을 보여줍니다. 이러한 특징으로 인해 점점 더 많은 연구자가 복제수 변이 분석, 희귀 돌연변이 검출, 바이러스 부하 검출, 유전자 발현 분석, 차세대 염기서열 분석 라이브러리 정량화 및 기타 응용 분야디지털 PCR을 적용하고 있습니다.

나누어 정복하기

샘플을 준비하는 방식은 qPCR과 비슷하지만, 증폭 전에 샘플을 수천 개의 개별 반응으로 나누는 샘플 파티셔닝은 디지털 PCR의 고유한 특징입니다. 디지털 PCR은 qPCR의 일괄 분석과 달리 분자를 파티션으로 무작위 분배하여 경쟁 표적의 영향을 최소화하고 희귀한 표적의 검출 정밀도와 민감도를 높입니다.

이를 이용하여 연구자들이 다음을 할 수 있습니다.

  • 낮은 존재비의 표적 또는 복잡한 백그라운드의 표적 정량화
  • 대립 유전자 변이체(SNP) 검출 및 식별
  • qPCR로는 감지할 수 없는 표적 수준의 미세한 배율 변화 모니터링
dPCR 대 qPCR 선택하기
두 가지 방법을 비교 및 대조하여 어떤 방법이 귀하의 필요성에 가장 적합한지 알아보고 현재의 qPCR 분석을 dPCR로 전환하는 방법을 알아보세요.
파티셔닝에 의미를 부여하는 푸아송의 법칙

Real-time qPCR과 달리 디지털 PCR은 표적 분자의 상대적인 양을 결정하기 위해 모든 증폭 사이클에 의존하지 않습니다. 대신, 푸아송 통계에 의존하여 end-point 증폭 후 절대적인 표적 양을 결정합니다.

표적 분자가 사용 가능한 모든 파티션에 무작위로 분포되기 때문에 푸아송 분포는 파티션당 평균 분자 수(영, 하나 또는 그 이상)를 추정하고 양성 파티션당 표적 분자의 복제 수를 계산합니다. 양성 및 음성 반응의 수를 푸아송 통계 분석하여 목표 염기서열을 정밀하고 절대적으로 정량화할 수 있습니다.

절대 정량화에 통계 적용

디지털 PCR 실험의 맥락에서 절대 정량화는 파티션 전체에 걸친 표적 분자의 무작위 분포에 의존하며 데이터를 푸아송 분포를 따를 것으로 예상됩니다. 푸아송 분포는 1837년 프랑스 수학자 Siméon Denis Poisson의 이름을 따서 명명되었으며 이벤트가 알려진 일정한 비율로 발생하고 이전 이벤트의 발생과 무관할 경우 일정 기간에 주어진 수의 이벤트가 발생할 확률에 적용합니다.


dPCR 시스템은 규모가 크고 사용하기 매우 어렵나요?
그렇지 않습니다. 초보자와 고급 사용자 모두 컴팩트한 QIAcuity Digital PCR System을 즐겨 사용하는 이유를 알아보세요.
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