Система цифрoвoй ПЦР QX200 Droplet Digital PCR

Описание системы цифрoвoй ПЦР QX200 Droplet Digital PCR

Система цифрoвoй ПЦР QX200 Droplet Digital PCR — это лабораторная платформа для капельной цифровой ПЦР (ddPCR), разработанная компанией Bio-Rad. Она предназначена для абсолютного количественного анализа ДНК и РНК с высокой точностью и чувствительностью, используя принцип распределения образца на тысячи крошечных капель и последующий подсчёт положительных и отрицательных событий.

Система работает следующим образом: раствор с целевой последовательностью смешивается с реагентами и разделяется примерно на 20 000 нанолитровых капель на каждый образец, образуя water-oil эмульсию. Каждая капля фактически становится отдельной ПЦР-реакцией. После амплификации в термоциклере капли проходят через оптическую систему считывания, где определяются флуоресцирующие (положительные) и нефлуоресцирующие (отрицательные) капли. Число положительных капель используется для абсолютного расчёта количества копий мишени без необходимости построения стандартных калибровочных кривых.

Платформа подходит как для исследовательских, так и для прикладных задач. Она применяется для выявления редких мутаций, анализа вариаций числа копий генов (CNV), изучения экспрессии генов, измерения вирусной нагрузки, валидации библиотек для NGS-секвенирования, а также для мониторинга объектов окружающей среды, включая анализ сточных вод.

Стандартная конфигурация системы включает генератор капель для дробления реакционной смеси, ридер капель для оптического считывания флуоресценции каждой капли и программное обеспечение для обработки и анализа данных (например, QuantaSoft). Система поддерживает обработку до 96 образцов за один прогон и совместима с различными химическими форматами реакций, включая TaqMan-зонды и краситель EvaGreen.

Преимущество системы цифрoвoй ПЦР QX200 Droplet Digital PCR

• Прецизионное и абсолютное количественное измерение. В основе ddPCR лежит принцип конечного разбавления и статистики Пуассона: после разделения реакции на тысячи капель каждая из них содержит либо ноль, либо одну/несколько копий мишени. По соотношению положительных и отрицательных капель система рассчитывает абсолютное число копий ДНК/РНК в образце, а не относительный уровень сигнала. Это устраняет зависимость от эффективности амплификации, вариаций Ct и различий между сериями реагентов. Метод особенно ценен при сравнении образцов из разных экспериментов и лабораторий.
• Высокая чувствительность и точность. Разделение на отдельные микрореакции снижает конкуренцию между матрицами и подавляющее влияние фоновых последовательностей. Это позволяет надежно обнаруживать редкие мутации, минорные аллели и слабые сигналы на фоне большого количества дикого типа (например, 0,1% и ниже). Погрешность измерений ниже, чем у qPCR, особенно в зоне низких концентраций, где традиционные методы становятся нестабильными.
• Устойчивость к ингибиторам. За счёт дробления образца ингибирующие вещества (гемоглобин, соли, фенолы, компоненты тканей и т.д.) распределяются по каплям неравномерно, и часть реакций остаётся функциональной. Это повышает вероятность успешной амплификации даже из «сложных» матриц — клинических образцов, биопсий, почвы, сточных вод.
• Гибкость химии реакций. Система поддерживает зондовые форматы (TaqMan) для высокой специфичности и мультиплексирования, а также интеркалирующий краситель EvaGreen для более универсальных или экономичных анализов. Это позволяет адаптировать метод как для точного анализа конкретных мутаций, так и для скрининговых задач.
• Отсутствие стандартных кривых. В отличие от qPCR, где каждая мишень требует калибровочной серии, ddPCR сразу даёт абсолютный результат. Это экономит реагенты, сокращает время подготовки эксперимента и исключает ошибки, связанные с деградацией стандартов, пипетированием и межсерийными различиями.
• Высокая воспроизводимость. Поскольку результат основан на цифровом подсчёте событий, метод демонстрирует низкую межпробирочную и междневную вариабельность. Это важно для клинических и регуляторных исследований, где требуется строгая сопоставимость данных.
• Масштабируемость и производительность. Формат на 96 лунок и автоматизированные этапы генерации и считывания капель делают систему подходящей как для небольших серий анализов, так и для потоковых лабораторий. Можно параллельно анализировать десятки генов, образцов или условий.
• Широкий спектр применений. Одна и та же платформа используется для CNV-анализа, онкодиагностики, вирусологии, генной экспрессии, контроля качества NGS-библиотек, генной терапии и экологического мониторинга. Это снижает потребность в нескольких специализированных приборах.
• Надёжность и зрелость технологии. QX200 — одна из наиболее распространённых ddPCR-платформ в мире, с большим количеством опубликованных протоколов и валидационных данных. Накопленный опыт пользователей облегчает внедрение методик и стандартизацию работы лаборатории.

Основные приборы системы цифрoвoй ПЦР QX200 Droplet Digital PCR

Ключевые аппаратные модули системы QX200 обеспечивают формирование капель, проведение цифровой реакции и последующий флуоресцентный анализ, что в совокупности реализует полный цикл ddPCR-измерения.

Генератор капель Bio‑Rad QX200 Droplet Generator

• Основной модуль для создания эмульсии из образца и реагентов.
• Разбивает каждую реакционную смесь в 20 000 нанолитровых капель на образец.
• Обеспечивает равномерное распределение молекул ДНК/РНК по каплям для цифрового анализа.
• Стандартно работает с 8 образцами за один прогон (один картридж).
• В комплекте обычно поставляются DG8™ картриджи, прокладки (gaskets) и держатель картриджей для механической сборки системы.

Ридер капель Bio‑Rad QX200 Droplet Reader

• Устройство для считывания флуоресценции капель после ПЦР.
• После амплификации капли из каждой лунки считываются последовательно.
• Оптическая система с двумя каналами фиксирует сигналы от флуоресцентных меток (например, FAM и HEX).
• По интенсивности сигнала определяется, какие капли являются «положительными» (с амплифицированной мишенью), а какие — «отрицательными».
• Ридер способен обрабатывать до 96 образцов с одной пластины после генерации и термоциклирования.