数字核酸扩增检测技术的研究与应用进展
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摘 要 近年来，微纳尺度流体控制技术由于具备实现多相、多步和平行反应的优势，已成为传统分析手段的首选的补充和替代方法。其与核酸扩增方法的完美结合，有效推动了数字核酸扩增检测（Digital nucleic acid detection，dNAD）技术的建立与发展。作为可实现单分子水平检测的分析方法，dNAD技术已成为分子诊断领域重要的组成部分。本文回顾了dNAD技术的发展历程，阐述了其检测原理， 以及相比于传统方法的优势，对其最新研究与应用进展进行了综述，并对其未来的发展进行了展望。
关键词 微纳尺度； 微流控； 数字核酸扩增检测； 数字PCR； 流体控制； 综述
1 引 言
现代生物医学研究结果表明，对核酸生物标记物进行分析，能有效监控与评估相关疾病的发生、发展与愈后[1～3]。核酸分析包括定性与定量分析两种，尤其是定量分析，对揭示疾病发生发展的分子机制至关重要。作为核酸分析的未来发展方向，单分子水平的数字核酸扩增检测（Digital nucleic acid detection，dNAD）技术在现代生物、医学研究及诊断领域中的应用备受关注。
目前，常规或'金标准“的核酸分析技术是聚合酶链式反应（Polymerase chain reaction，PCR）。自1983年， PCR诞生以来，PCR及其衍生技术极大地推动了生命科学各个领域的发展。纵观整个发展历程，PCR技术可分为3个时代[4]。第一代PCR，使用琼脂糖凝胶电泳等方式对核酸扩增产物进行分析，但操作繁琐、易交叉污染， 且只能进行定性分析；第二代PCR则是由美国ABI公司推广的实时荧光定量PCR（Realtime quantitative PCR，qPCR）。作为新一代的PCR技术，qPCR不仅能进行定性分析，还能进行定量分析。根据定量策略的不同，又分为相对定量和绝对定量。相对定量是以管家基因的表达量为参照，对待测基因表达量进行定量分析的策略，常用于基因表达水平分析；绝对定量则是利用以已知核酸分子数的标准品与循环阈值（CT）之间建立的标准曲线对未知样本中核酸分子进行定量测定的策略。然而，在qPCR扩增的过程中存在扩增偏好或易受抑制剂影响等因素，其扩增效率在不同样本间难以保持一致，因此使得CT在核酸定量分析过程中有明显偏差，从而导致检测原始样本的核酸数量出现明显误差。 采...
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