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PCR digital

dPCR vs qPCR

Al comparar las tecnologías de dPCR y qPCR, la diferencia clave es el poder de decisión. Aunque algunas ofrecen una capacidad de cuantificación y detección de ácido nucleico fiable, la diferencia clave entre las dos tecnologías se puede comparar a las diferencias que existen entre una radio analógica y una digital, como afirma el Dr. Jim Huggett, Principal Scientist del National Measurement Laboratory. «En una radio analógica, el dial tiene que sintonizarse con mucha precisión para dar con el canal deseado con interferencias mínimas. Aun así, la calidad depende de la recepción y la señal puede sufrir interferencia de la estática. Esto es qPCR. Es fiable, pero para conseguir un resultado óptimo, requiere una optimización y, aun así, hay que lidiar con el ruido de fondo. Con la radio digital, simplemente llama a la estación y está allí, con una señal clara o no. Este último ejemplo correspondería a la dPCR, que proporciona resultados precisos y binarios. Su funcionamiento se basa, literalmente, en hacer recuentos de la presencia o ausencia de las moléculas de ADN. La claridad de los resultados, en combinación con una bajísima tasa de error, lo convierte en una solución con un altísimo nivel de precisión. La PCR digital es perfecta para medir diferencias cuantitativas más pequeñas».

Diferencias y similitudes entre qPCR y dPCR

Los investigadores valoran las qPCR por su velocidad, sensibilidad, especificidad y facilidad de uso. La técnica se emplea a menudo para llevar a cabo análisis de expresión genética, detección de patógenos y análisis de microbiomas, así como validación de datos de micromatrices. Sin embargo, las qPCR no son tan válidas en aquellas aplicaciones que requieren una mayor precisión y una mejor sensibilidad, como el análisis de variación en el número de copias, la detección de mutaciones y SNP, así como la discriminación alélica. En aplicaciones de este tipo, la dPCR tienen un mejor rendimiento que la qPCR, ya que no solo miden el número total de copias, sino que también superan los límites de detección, es decir, detectan ligerísimas diferencias expresadas con un 10 % de precisión e índices de mutación <1 %.

La PCR digital también demuestra una cuantificación robusta, por ejemplo, una alta tolerancia a los inhibidores del PCR y unos resultados que se ven menos afectados por los cambios en la eficiencia del PCR como consecuencia de la generación de particiones y el ciclado en punto final.

PCR en tiempo Real/qPCR PCR digital
Cuantitativa, relativa o absoluta,
pero requiere muestras de referencia o curvas estándar
Cuantitativa y absoluta, no requiere
estándares ni referencias

PCR en bloque

  • Volúmenes de reacción flexibles
  • Resultados que dependen de los cambios en la eficacia de la PCR,
    ya que los datos se recogen en la fase exponencial
  • Propenso a inhibidores

Partición de muestra

  • Tolerancia más alta
    a los inhibidores, mayor robustez
  • No le afectan los cambios
    en la eficiencia de amplificación
  • Mayor potencial estadístico sujeto
    al estadístico de Poisson
Mide la amplificación de PCR en cada ciclo Mide al final de cada ciclo de PCR
Detecta índices de mutación >1 % Detecta índices de mutación ≥0,1%
(relación señal-ruido elevada)
Protocolos bien establecidos Mayor precisión para una reproducibilidad superior
entre laboratorios

qpcr vs dpcr heparin
Las reacciones de dPCR se mantienen estables aunque haya inhibidores, como la heparina y ácido húmico. La qPCR (en Rotor-Gene Q) y la dPCR (en QIAcuity) se llevaron a cabo en presencia de cantidades indicadas de inhibidores con la QIAcuity PCR Master Mix (EvaGreen) y volúmenes de reacción idénticos. La cuantificación muestra Cq (qPCR) o copias/µl (dPCR) como diferencias de rendimiento relativas entre las muestras con la muestra no inhibida definida al 100 %.
digital pcr vs qpcr humic acid
Las reacciones de dPCR se mantienen estables aunque haya inhibidores, como la heparina y ácido húmico. La qPCR (en Rotor-Gene Q) y la dPCR (en QIAcuity) se llevaron a cabo en presencia de cantidades indicadas de inhibidores con la QIAcuity PCR Master Mix (EvaGreen) y volúmenes de reacción idénticos. La cuantificación muestra Cq (qPCR) o copias/µl (dPCR) como diferencias de rendimiento relativas entre las muestras con la muestra no inhibida definida al 100 %.
qpcr vs dpcr precision
1 Cq en qPCR que representa un 50 % de precisión es equivalente al 10 % de precisión en dPCR y corresponde al doble de concentración.

¿Cuándo optar por dPCR en lugar de qPCR?

A veces, los científicos que se dedican a la biología molecular y la investigación genómica que implica la cuantificación de ácidos nucleicos se enfrentan a decisiones difíciles. ¿Qué técnica de cuantificación debe utilizarse para alcanzar los objetivos de investigación de manera eficiente? ¿La PCR digital (dPCR) más precisa y robusta, o una PCR en tiempo real cuantitativa (qPCR) más estandarizada y con la que el equipo está habituado a trabajar? Ambas tecnologías tienen similitudes, ventajas y limitaciones, por lo que la elección de una u otra solución depende de la aplicación.

El cuadro de aplicaciones indica el nivel de idoneidad de cada tecnología para algunas de las aplicaciones más habituales.

La PCR digital por gotículas (ddPCR), una de las primeras formas de PCR digital, ya podía ofrecer ventajas respecto de la qPCR en la mayoría de las aplicaciones anteriores. En ddPCR frente a qPCR, la qPCR es adecuada para las aplicaciones que requieren un amplio intervalo dinámico, mientras que la ddPCR sirve para aplicaciones que requieren mayor precisión o el análisis de abundancia fraccional.

La evolución de ddPCR a dPCR basada en nanoplacas ha ampliado el alcance de esta tecnología para incluir más aplicaciones. El flujo de trabajo de la dPCR basada en nanoplacas es sustancialmente más rápido gracias a la lectura simultánea de todas las divisiones de la muestra, la automatización de las fases iniciales y una fácil configuración de placa similar a la de la qPCR. Esta velocidad añadida la hace adecuada para las aplicaciones de detección y alta resolución sin comprometer la precisión, la exactitud y la sensibilidad.

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¿En qué se diferencian los ensayos que se utilizan en las dPCR versus los utilizados en las qPCR?
Todas las reglas para el correcto diseño de los ensayos de PCR en tiempo real también se aplican a los de dPCR. Un ensayo que funciona correctamente en PCR en tiempo real lo hará también en dPCR. Es muy sencillo pasar de los ensayos de SYBR a las dPCR con EvaGreen . Sin embargo, se debe poner especial cuidado en seleccionar las condiciones de ciclado y las concentraciones de los primers y sonda recomendadas para las dPCR, como se indica en los QIAcuity dPCR Kits correspondientes. Para la optimización rápida de los ensayos de rendimiento subóptimo, por ejemplo, al llevar a cabo un gradiente térmico durante los pasos de hibridación, las mezclas maestras de QIAcuity también pueden ejecutarse en cualquier instrumento de real-time PCR. Puede consultar nuestra guía de aplicación de QIAcuity para obtener directrices de diseño de ensayos detalladas.
¿Cuál es la diferencia entre las qPCR y las dPCR?

La diferencia entre qPCR y dPCR es la forma en la cual los métodos cuantifican los ácidos nucleicos. La qPCR mide la amplificación tal como ocurre y utiliza curvas estándar para determinar la cantidad de ácido nucleico en la muestra. La dPCR divide la muestra en miles de particiones, recoge los datos al final de la reacción y utiliza un estadístico para obtener el número absoluto de moléculas en cada reacción.

¿Cuál es la diferencia entre las PCR digitales y las RT qPCR?
La diferencia entre las PCR digitales y las RT qPCR es el método de cuantificación. En cualquier RT-PCR, se realiza la transcripción inversa de una muestra de ARN a ADNc, que luego se amplifica en una reacción de PCR. En RT-qPCR, el ADNc se cuantifica en tiempo real con curvas estándar. En RT-dPCR, el ADNc se cuantifica al final de la reacción y usa el estadístico de Poisson para obtener una cuantificación absoluta. Puede utilizar ambos métodos para analizar el ARN y la expresión génica.
¿Se necesita una curva estándar para las dPCR?
En el caso de las dPCR, medimos la concentración absoluta de los elementos diana en una reacción de punto final. Las concentraciones de elementos desconocidos pueden determinarse a partir de los resultados de dPCR observados (número de negativos, número de positivos y volumen en particiones analizado).
¿Cuáles son las ventajas de las PCR digitales respecto de las qPCR?
Las PCR digitales suelen preferirse por encima de las qPCR, ya que las primeras no requieren curvas de calibración y no se ven afectadas por las diferencias entre el calibrador y la muestra. Las PCR digitales tienen una alta eficiencia de PCR, son muy precisas y resultan adecuadas para detectar elementos diana poco frecuentes en un ruido de fondo elevado de ADN no diana. Las dPCR también son menos sensibles a los inhibidores de la PCR que las qPCR.
¿Para qué se usan las qPCR?

Las qPCR se usan para detectar mutaciones poco frecuentes (ctDNA), secuencias poco frecuentes (carga vírica y bacteriana, miARN), variaciones en el número de copias, para cuantificar la expresión génica, para genotipado de SNP, para verificar micromatrices, validar ensayos, detectar patógenos y cuantificar librerías de NGS, entre otras opciones.

¿Qué es la qPCR y cómo funciona?
La PCR cuantitativa (qPCR) es un método para cuantificar ácidos nucleicos. La qPCR actúa midiendo la amplificación de ADN en tiempo real a través de la monitorización de la fluorescencia. En cierto punto, la intensidad de la fluorescencia aumenta proporcionalmente al número inicial de ácidos nucleicos de molde en la muestra. La cantidad de ADN diana se calcula con una curva de calibración que se realiza a partir de diluciones sucesivas de un patrón con concentraciones conocidas.
¿Cuál es la desventaja de las qPCR?
La desventaja de las qPCR es que el método depende de las curvas estándar. La necesidad de contar con estas curvas cuesta tiempo, recursos y tiene un impacto negativo en la eficiencia de las PCR. El método de qPCR es menos preciso, menos reproducible y más sensible a los inhibidores y los contaminantes de la PCR que la dPCR.
¿Puedo usar la mezcla maestra de dPCR en un termociclador de qPCR para optimizar el proceso?
La mezcla maestra de dPCR puede utilizarse en qPCR para optimizar la concentración de muestras o la concentración del primer y/o sonda antes de la transferencia del ensayo de qPCR a dPCR.