领航基因带您走进7通道数字PCR新时代

1999年，美国霍普金斯大学的Vogelstein教授首次提出“数字PCR（digital PCR，dPCR ）”概念，即被大家所熟知的第三代PCR技术。数字PCR通过将一个样本分成几万到几百万个微反应单元，在每个反应单元中对目标分子进行同时扩增，利用荧光探针或者染料法检测特定的靶序列，扩增结束后统计荧光信号并分析，从而实现“单分子模板扩增”的绝对定量，极大提高了检测灵敏度。

然而，当时受到样本划分制备技术、试剂成本等因素的限制，数字PCR技术的发展和商业化应用一度受到重重阻碍。直到近年微流控技术与微纳集成制造工艺两项技术的发展，使得数字PCR技术得以发展和普及。

如今，全球基因行业巨头例如Illumina、Roche、ThermoFisher、Bio-Rad、Qiagen等均已布局数字PCR技术领域。国内数字PCR厂家相继涌现，领航基因是最早开发数字PCR的厂家之一。

领航基因从2014年成立之初就致力于研发具有高通量、低成本的数字PCR产品。多年的行业深耕和研发人员不断地开拓进取，厚积薄发，迎来多款数字PCR产品的面市。从2011年国外最早商业化的2色荧光数字PCR，经过近10年的发展，数字PCR已迭代更新至7色荧光通道。

2018年 3色荧光数字PCR

2018年6月25日，领航基因科技(杭州)有限公司研发的名为iScanner24生物芯片阅读仪获批上市。此次获批，标志着国产高端医疗器械在该领域取得了重大突破。该产品是国内首款拥有独立自主知识产权的3色荧光生物芯片阅读仪。

图｜生物芯片阅读仪iScanner24

（浙械注准20182400319）

2019年 5色荧光数字PCR

领航基因科技（杭州）有限公司继3色荧光生物芯片阅读仪iScanner24之后，推出全新5色荧光生物芯片阅读仪iScanner 5，大幅提升了数字PCR的多色荧光技术水平。整套液滴数字PCR系统包括样本制备仪、PCR扩增仪及生物芯片阅读仪均获得NMPA注册证。

图｜生物芯片阅读仪iScanner 5

（浙械注准20192220007）

2020年 6色/7色荧光数字PCR

随着数字PCR技术的不断发展，人们发现数字PCR虽然有着绝对定量、高灵敏度和高准确性等优点，但单次检测的靶点数量有限，检测成本相对较高，如何在少量的临床样本中获知更多的靶点信息成为行业急需解决的问题。为进一步提升数字PCR的检测效率，帮助临床用户从一份样本中获得更为丰富的信息，领航基因通过不断研发创新，于2020年6月推出全自动液滴数字PCR系统AD16之后，再次打造出独家7色荧光通道数字PCR，这是当前全球多色荧光数字PCR技术的最高水平。

该产品具有以下特点：

图｜生物芯片阅读仪CS7

☑ 7色荧光通道，大幅超越国际常规的2～3色荧光通道，荧光通道无串扰、信号采集快、信噪比高。不仅有力地拓展了基因多重检测的应用空间，满足临床上对多项指标联合检测需求，还可以节约珍贵样本、检测时间和试剂成本。

☑ 高通量自动化检测分析，支持单次高达32张液滴芯片芯片的的全自动扫描分析，单张芯片从扫描检测到数据分析不到1分钟，简化操作流程的同时提升了检测效率。

☑ 一体化微流控芯片，仅需1次加样操作，在一张芯片上实现均一稳定的液滴生成、单分子PCR扩增及大面积铺展检测，样本封闭在芯片内部，杜绝交叉污染。

☑ 强大的应用软件，基于自主开发的人工智能算法能够精准定位液滴，自动判读阴阳性点，区分不同拷贝数之间的微小差异，满足客户各类配套开发需求。

临床应用

数字PCR因其绝对定量、高灵敏度等特点，在病原微生物检测、肿瘤早期筛查、遗传病诊断等多个领域展示出巨大的应用前景。领航基因基于液滴数字PCR平台，推出了全球首个血流感染快速诊断解决方案。

血流感染是指细菌、真菌等病原微生物入侵血流所致的一种全身感染性疾病，是 ICU 内危重疾病之一，可导致死亡率增加、住院时间延长、医疗成本增加等。早期诊断和针对性治疗可极大降低血流感染患者的死亡率。

血液培养是当前最常规的检测方法和金标准，仍存在阳性检出率低、污染、采血量多、报告时间长等明显问题，在获得最终检验报告的时候已经错过了最佳治疗时机。直接对病原体核酸进行分子检测方法例如 FISH、PCR和qPCR扩增、MALDI-TOF MS等，该类产品通常在血培阳性后才能进行检测，虽然提高了检测准确率，但报告时间长的问题仍未得到解决。有些qPCR法不依赖于血液培养，可以极大减少致病菌鉴定时间，但由于抗生素服用等原因，血液中的致病菌一般只有1 CFU/mL甚至更低，受限于 qPCR法检测灵敏度，现有检测产品的敏感性都很低（一般30%~50%），因而只能作为临床微生物学的一个补充。而NGS作为新兴技术虽然可以获得丰富全面的致病菌信息，但是费用高、周期长、不能检测耐药基因且无效信息多，且不能真正反应患者现时的感染状况。以上检测方法或受限于检测周期、操作复杂，或受限于灵敏度和特异性，临床上需要时效性和准确性更高的检测方法。

数字PCR系统无需血液培养，可直接提取临床样本中DNA/RNA，同时完成细菌、真菌、病毒等病原微生物和耐药基因检测。领航基因血流感染解决方案覆盖常见的16种细菌、8种真菌、5种病毒和20个耐药基因。

应用案例

测试方案

基于7色荧光通道生物芯片阅读仪（CS7），将其中1个通道作为内控通道，其他6个通道做为检测通道，使用7种荧光素来标记目标基因，单管可检测临床血流感染最为常见的4种病原微生物和2种耐药基因，尤其适用于急危重症的快速诊断。

表1.七通道标记基因

检测结果

表2. 重复性检测

图1. 线性检测

结果描述：在CS7上做血流感染的七通道重复性和线性试验，将高浓度模板L1依次梯度稀释为L2、L3、L4、L5做线性试验，各个通道的R2均≥0.99；模板为L3的重复8个测试，CV值≤10%。

图2. 散点图

结果描述：七重体系检测四种细菌和两种耐药基因的二维散点图，阈值分区明显。

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领航基因

领航基因科技（杭州）有限公司是一家专业从事生命科学产品研发、生产、销售及服务的国家级高新技术企业。公司拥有高水准的多学科交叉技术研发团队和高素质的资深销售团队，建立了国际顶尖的研发中心及GMP生产基地，拥有六十多项自主知识产权。

公司专注于数字PCR（Digital PCR）技术的研发，相关产品已获得多张NMPA注册证。现已推出高通量、低成本、全自动的数字PCR检测平台，应用于病原微生物检测、肿瘤液体活检、生殖和遗传等领域，为用户提供整套完整的分子诊断解决方案。领航基因将持续突破革新，充分发挥自身在科技成果转化和高新技术产业发展中的作用，使基因检测惠及大众，实现医疗机构、政府、百姓多方共赢，为人类健康事业做出更大的贡献。