發展近30年,PCR技術已成為分子實驗室最常規的實驗手段。《紐約時報》曾高度評價該技術「高度創新,非常重要」。如今,隨著技術發展,PCR不只被應用於生命科學研究,還廣泛用於臨床診斷、藥物分析、食品安全、法醫鑑定和疾控等領域中。
2020年4月16日—17日,由儀器信息網舉辦的第四屆PCR技術網絡大會成功召開。本次大會為期2天,共吸引近1300名網友參會。24位PCR技術研發與應用專家分別在「新儀器與新技術」、「病原體核酸檢測」、「分子生物學研究」、「精準醫療」4個主題下作了精彩的報告分享,以下是部分視頻回放內容。
「新儀器與新技術」專場
本專場報告嘉賓
方群(浙江大學),報告主題《基於微流控液滴技術的自動化PCR分析系統》
本報告介紹了作者研究組基於具有自主智慧財產權的序控液滴陣列(Sequential Operation Droplet Array, SODA)技術所發展的多種自動化核酸分析系統,包括可實現單細胞捕獲、細胞裂解、RNA逆轉錄、PCR擴增、螢光檢測等操作的單細胞MicroRNA RT-PCR分析系統、多體積數字PCR絕對定量分析系統,以及可自動完成核酸提取、逆轉錄、PCR擴增、螢光檢測的集成化、低成本RT-PCR分析系統。
魯書林(Fluidigm),報告主題《聚焦COVID-19,Fluidigm微流控技術在流行病學研究中的應用》
Fluidigm獨有的微流控晶片技術, 全封閉獨立的qPCR反應倉特點使得多樣本、多目標的自動化快速檢測成為可能,能夠在較短時間內準確甄別致病病原體、相似症狀的病原體差異等,助力公共衛生系統迅速建立有效預警方案,儘早阻止疫情的蔓延。同時系統配套的實時dPCR微流控晶片可以對低病毒載量樣本進行準確定量,提高檢測靈敏度。另外,系統還可實現NGS文庫製備功能,自動化構建病原菌NGS文庫。Fluidigm高通量、多功能微流控技術帶來以極小量樣本獲得大數據的優勢,特別適合用有限的病人樣本研究病毒毒力因子導致的複雜的宿主免疫系統變化,有助於明確新型冠狀病毒的致病機理,鑑別出易感人群的特徵。
陸瑤(中科院大連化物所),報告主題《基於微流控晶片的單細胞分泌譜集成化分析》
細胞是生命存在的基礎,探索生命健康與疾病常需要以細胞研究為基礎。由於細胞與細胞之間存在差異,群體細胞研究得到的平均結果往往會掩蓋個體差異信息。為更全面的了解細胞以服務人類健康、疾病研究,單細胞分析就變得尤為必要。在過去的幾年中,我們開發了一系列的基於微流控晶片的高通量、高內涵單細胞細胞分泌分析工具,大大加深了人們對細胞分泌異質性的認識,並有可能應用於臨床實現個體化、精準醫療。
杜文斌(中科院微生物所),報告主題《基於界面振動微滴陣列技術的數字PCR系統》
PCR儀是一種精密分子檢測儀器。作為第三代絕對定量PCR技術,數字PCR儀的微流控單元設計是主要難點。杜文斌團隊提出了一種新的界面振動液滴製備技術,建立了無晶片的數字PCR液體工作站模式,簡化了實驗操作,大大降低數字PCR使用成本。報告將介紹杜老師自主研發的自動化數字PCR系統的特點及初步應用情況。
王懷舟(小海龜科技),報告主題《數字PCR技術發展動態及應用新場景》
數字PCR是近年來迅速發展起來的一種定量分析技術。其特點是結果判定不依賴於擴增曲線的循環閾值(Ct)、不受擴增效率影響、良好的準確度和重現性,並且可實現絕對定量分析。數字PCR已經在科研、臨床等領域顯示出巨大的技術優勢和應用前景。本報告主要介紹dPCR基本原理、主流商業化dPCR平臺特點及演變趨勢、應用新場景。
「病原體核酸檢測」專場
本場報告嘉賓
張選(銳訊生物),報告主題《銳訊數字PCR解決方案助力抗擊新型冠狀病毒疫情》
陳力(復旦大學),報告主題《ddPCR for infections 疫與病中的數字PCR》
新冠病毒是對人類及個體的重大危害。如何利用我們手上的檢測手段,去有效的應對這一時艱,是大家的共同挑戰和關注。數字PCR技術,具有可定量對比,樣本處理簡便等技術特點,為我們提供了一種新的技術手段。講座的主要內容,是數字PCR的發展現狀及應用實例。
劉家雲(空軍軍醫大學),報告主題《新型冠狀病毒核酸檢測及質量控制》
董蓮華(中國計量科學研究院),報告主題《數字PCR在新型冠狀病毒核酸檢測中的應用》
王俊果(賽默飛),報告主題《致病微生物定量PCR多重檢測技術應用進展及新平臺介紹》
曾靜(北京海關),報告主題《抗擊新冠肺炎-2019 海關在行動》
彭小薇(中國獸醫藥品監察所),報告主題《PCR技術在動物布魯氏菌病中的診斷應用》
布魯氏菌病是一種危害嚴重的人獸共患病。儘管血清學診斷方法是動物布魯氏菌病診斷的主要方法,但是其存在無法區別感染抗體與免疫抗體,且與部分細菌存在交叉反應。PCR類診斷方法是我國現行標準和OIE推薦的布魯氏菌病診斷方法。在報告中主要對國內外相關標準中推薦的多重PCR、套式PCR、及本實驗室建立的螢光定量PCR和數字PCR技術進行介紹,同時對布魯氏菌病PCR檢測中相關問題進行探討。
Chenyu Li(Paragon Genomics),報告主題《快速簡易的全序列新冠病毒測序及新病源體發現》
「分子生物學研究」專場
本場報告專家
伊鳴(北京大學),報告主題《刪除記憶——功能特異性神經元亞群基因編輯技術》
哺乳動物腦有不同形態、功能和遺傳特徵的神經元,構成複雜的神經網絡,介導不同的生理、病理表型。解析腦的高級認知功能,離不開特定神經環路和特定神經元的基因操控。我們將基於CRISPR的基因編輯技術與功能特異性神經元標記技術結合應用,在鼠腦中實現特定記憶的精確刪除,為解析腦的高級認知功能提供了有力的研究技術。
東秀珠(中科院微生物所),報告主題《高通量測序及宏基因組分析揭示環境豐富的未培養微生物及潛在功能》
自Woese建立小亞基rRNA的生物發育系統以來,利用該marker發現環境中多樣性豐富的未培養微生物。最近發展的宏基因組技術可獲得對環境基因的認識及未培養微生物的功能,對獲得這些功能微生物物種提供了指導。本報告將介紹基於PCR擴增及宏基因組裝基因組認識未培養微生物的功能,並在此基礎上獲得微生物物種及其應用的研究過程。
詹顯全(中南大學湘雅醫院),報告主題《基於多組學的卵巢癌能量代謝及其分子標誌物的研究》
林俊生(國立華僑大學),報告主題《PCR助力適配體的製備和應用》
本部分介紹了從單一序列(並非文庫!)通過誘變PCR製備aptamer(適配體)以及結合PCR與aptamer的雙重特異性,利用PCR擴增信號的優勢,高敏檢測靶標蛋白質。
婁新徽(首都師範大學),報告主題《PCR技術在核酸適配體體外篩選技術中的應用及其存在的問題》
核酸適配體是一類能夠特異性識別多種類型靶標的短鏈核酸(DNA或者RNA),通過被稱為SELEX的體外篩選技術,由化學合成的隨機核酸文庫經過多輪的親和富集獲得。PCR技術是SELEX的重要技術步驟,對不同序列DNA的擴增偏好性、擴增的特異性和效率直接影響核酸適配體篩選的成敗。實時定量PCR技術是核酸適配體的篩選進程監控的高靈敏技術手段。
「精準醫療」專場
本場報告嘉賓
馬勇(蘇州醫工所),報告主題《高靈敏度、高特異性定量PCR技術在癌症早期篩查領域的應用》
趙雲(伯樂生命醫學),報告主題《Droplet Digital PCR and Application to Novel Tumor Therapy》
微滴式數字PCR(ddPCR)技術憑藉無需參照的絕對定量能力和識別微小含量變化的解析度,以及更高的檢測靈敏度在腫瘤液體活檢領域得到更大範圍的應用。隨著腫瘤精準醫療成為共識,ddPCR對於腫瘤標誌物的檢驗,能為腫瘤新療法繼續提供支持。
郭建巍(北京市第一中西醫結合醫院),報告主題《新冠病毒核酸檢測臨床應用若干問題及思考》
螢光定量PCR技術應用於臨床已經有二十多年時間,在感染性疾病的診斷和臨床療效評估中發揮了非常重要的作用。本次授課主要從新冠病毒核酸檢測、EB病毒核酸檢測及結核的分子檢測入手,探討了分子診斷在臨床應用中面臨的問題及遇到的挑戰。
朱咪咪(厚澤生物),報告主題《Qsep系列全自動核酸蛋白分析系統在測序質控和分子生物學中的應用》
Qsep系列全自動毛細管電泳儀,可對任何DNA和RNA片段進行分子大小分析,此系列設備通量靈活,具備高靈敏度和高解析度的特性,可用於gDNA和總RNA質量分析、二代三代測序文庫質控、普通和多重PCR產物分析、CRISPR基因編輯檢測、SSR分子標記開發,各種小RNA或者引物短片段檢測,以及蛋白樣本電泳等等應用。
付應潔(羅氏診斷),報告主題《生物製藥生產過程中的宿主細胞DNA殘留檢測》
崔巍(中國醫學科學院腫瘤醫院),報告主題《化療藥物相關的基因靶點檢測及解析》
本講座針對常見的化療藥物相關的基因靶點進行解析。腫瘤藥物的療效和副作用離不開基因編碼的酶的參與,基因的多態性對腫瘤化療藥物的療效和毒副作用具有一定的影響,從遺傳代謝角度可預測化療藥物對某個特定患者可能產生的療效和毒副作用的風險,這對臨床針對患者進行個性化用藥具有指導作用。
第四屆PCR技術網絡大會視頻回放合集