ما هو نظام PCR الرقمي وكيف يعمل؟

في مجال التشخيص الجزيئي باستمرار ، تعتبر الدقة والحساسية ضرورية. أحد أكثر الابتكارات الثورية في هذا المجال هو نظام PCR الرقمي . على عكس طرق PCR التقليدية ، يوفر PCR الرقمية دقة محسنة ، وخاصة في اكتشاف الأهداف منخفضة الوفرة. تستكشف هذه المقالة ماهية نظام PCR الرقمي ، وكيفية عمله ، ولماذا أصبحت طريقة مفضلة في البحث والتشخيص.

فهم نظام PCR الرقمي

نظام PCR الرقمي (DPCR) هو تقنية بيولوجيا جزيئية حساسة للغاية تستخدم لقياس الحمض النووي أو الحمض النووي الريبي. على عكس PCR الكمية التقليدية (QPCR) ، والتي تعتمد على المنحنيات القياسية والكمية النسبية ، يستخدم PCR الرقمي القياس الكمي المطلق. يتم تحقيق ذلك عن طريق تقسيم عينة الحمض النووي إلى آلاف - أو حتى الملايين - من ردود الفعل الفردية. تحتوي بعض الأقسام على الجزيء المستهدف ، في حين أن البعض الآخر لا. بعد التضخيم ، تتم قراءة هذه التفاعلات على أنها إيجابية أو سلبية بناءً على مضان ، ويتم حساب تركيز الجزيء المستهدف باستخدام إحصائيات Poisson.

في قلب PCR الرقمية هو التقسيم. الطريقة الأكثر شعبية لتقسيم القطرات ، حيث تنقسم العينة إلى آلاف من قطرات المياه في الزيت النانوية. وتشمل الطرق الأخرى مقاربات القائمة على الرقاقة والميكروفلويديك. يجسد نظام PCR الرقمي الكل في واحد من Rainsure Global هذه التكنولوجيا من خلال إعدادات العينة المتكاملة والتضخيم والكشف ، مما يجعل العملية بأكملها مبسطة وسهلة الاستخدام.

تتضمن الميزات الرئيسية لنظام PCR الرقمي الحديث:

• تقسيم عالي الإنتاجية

• 
  

• الحد الأدنى من متطلبات حجم العينة

• القياس الكمي المطلق بدون معايير مرجعية

• الحساسية المعززة والدقة

تجعل هذه السمات PCR رقمية مثالية للكشف عن الطفرات النادرة ، وتغيرات أرقام النسخ ، ومسببات الأمراض ذات المستوى المنخفض والتي سيكون من الصعب تحديدها باستخدام التقنيات التقليدية.

كيف يعمل نظام PCR الرقمي؟

يمكن تقسيم سير عمل PCR الرقمي إلى عدة خطوات أساسية:

1. عينة تقسيم
العينة أو عينة الحمض النووي الريبي مختلطة مع الكواشف PCR وتحقيق الفلورسنت. ثم يتم تقسيم هذا الخليط إلى آلاف ردود الفعل الفردية. يستخدم نظام PCR الرقمي الكل في واحد مولد قطرة متكامل أو رقاقة ميكروفلويديك لإنجاز هذا بكفاءة.

2. ركوب الدراجات الحرارية (التضخيم)
يخضع كل قسم لتضخيم PCR. إذا كان القسم يحتوي على جزيء الحمض النووي المستهدف ، فسيشعر بالضيق بعد التضخيم. إذا لم يحدث ذلك ، فسيظل غير فلوريسنت. نظرًا لأن كل رد فعل مستقل ، فإن العملية تتجنب المشكلات المتعلقة بالمنافسة التمهيدية وتغيرات كفاءة التفاعل.

3. الكشف والقياس الكمي
بعد التضخيم ، يقرأ النظام كل قسم للكشف عن وجود أو عدم وجود مضان. يقوم نظام PCR الرقمي بعد ذلك بحساب العدد المطلق للجزيئات المستهدفة باستخدام إحصائيات Poisson ، والتي تضبط احتمال أن تكون أكثر من جزيء واحد في قسم واحد.

4. تحليل البيانات
مع البرنامج المتكامل ، يمكن للمستخدمين تصور النتائج وبيانات التصدير وإجراء تحليل إحصائي متعمق. توفر واجهة نظام PCR الرقمي الكل في واحد تجربة سلسة ، حتى بالنسبة للمستخدمين الذين لديهم الحد الأدنى من التدريب على البيولوجيا الجزيئية.

مزايا استخدام نظام PCR الرقمي

هناك عدة أسباب تجعل المختبرات تنتقل من QPCR إلى أنظمة PCR الرقمية:

- الكمي المطلق : على عكس QPCR ، يوفر PCR الرقمية القياس الكمي المباشر دون الحاجة إلى منحنيات قياسية ، مما يجعلها أكثر موثوقية.

- حساسية عالية : الطريقة مفيدة بشكل خاص في اكتشاف الأهداف المنخفضة الوفرة مثل الطفرات النادرة ، وهو أمر بالغ الأهمية في علم الأورام والأمراض المعدية والاختبارات الجينية.

- مقاومة مثبطات : يمكن لـ PCR الرقمية تحمل مثبطات PCR أفضل من QPCR ، مما يجعلها مناسبة للعينات البيولوجية المعقدة مثل الدم والأنسجة.

- استنساخ : نتائج PCR الرقمية قابلة للتكرار بشكل كبير عبر التجارب والمستخدمين والمختبرات.

- تطبيقات واسعة :

• اكتشاف الأليلات أو الطفرات النادرة (على سبيل المثال ، في تشخيصات السرطان)

• القياس الكمي للأحمال الفيروسية (على سبيل المثال ، فيروس نقص المناعة البشرية ، Covid-19)

• تحليل التعبير الجيني

• نسخ الكشف عن تباين الرقم

• مراقبة الحمض النووي البيئي

لماذا تختار نظام PCR الرقمي All-in-واحد في Rainsure؟

يعد نظام PCR الرقمي الكل في واحد من Rainsure Global حلاً شاملاً يدمج جميع خطوات سير عمل PCR الرقمية-تقسيم العينة ، وركوب الدراجات الحرارية ، وتحليل البيانات-إلى منصة واحدة مدمجة. هذا لا يقلل من الوقت التدريجي فحسب ، بل يقلل أيضًا من مخاطر التلوث ويحسن التكاثر.

تشمل النقاط البارزة الرئيسية:

• سير العمل الآلي بالكامل

• قرار التقسيم العالي والإنتاجية

• واجهة البرمجيات البديهية

• تصميم مضغوط وتوفير الفضاء

بالنسبة لمختبرات الأبحاث والإعدادات السريرية التي تبحث عن نظام PCR رقمي موثوق وفعال ، يوفر حل Rainsure تقنية متطورة بنقطة سعر تنافسية.

خاتمة

يقوم نظام PCR الرقمي بتحويل التشخيص الجزيئي بدقة لا مثيل له وحساسية وقدرة على توفير القياس الكمي المطلق. سواء كنت باحثًا يدرس طفرات وراثية نادرة أو طبيب يراقب الحد الأدنى من الأمراض المتبقية ، فإن PCR الرقمية يوفر مزايا كبيرة على تقنيات PCR التقليدية.

مع منتجات مثل نظام PCR الرقمي الكل في واحد من Rainsure Global ، لم يكن اعتماد هذه التكنولوجيا المتقدمة أكثر سهولة. مع استمرار ارتفاع الطلب على التشخيص الدقيق ، يستعد PCR الرقمي ليصبح الدعامة الأساسية في كل من الأبحاث والمختبرات السريرية.

---