scientist working on a computer
디지털 PCR

dPCR vs qPCR

dPCR과 qPCR 기술을 비교할 때 주요 차이점은 정밀도입니다. 두 기술 모두 높은 민감도의 신뢰성 있는 핵산 검출 및 정량화를 제공하지만, 두 기술 간의 주요 차이점은 아날로그 대 디지털 라디오 비유를 사용하여 가장 잘 설명할 수 있다고 영국 국립 계측 연구소(National Measurement Laboratory)의 수석 과학자인 Jim Huggett 박사는 말합니다. "아날로그 라디오를 사용하는 경우 간섭을 최소화하면서 원하는 방송국을 얻을 수 있도록 먼저 다이얼을 미세 조정해야 합니다. 여전히 품질은 수신에 따라 달라지며 신호는 정전기로 인한 간섭을 받기 쉽습니다. 이것이 qPCR입니다. 신뢰성은 있지만, 좋은 결과를 얻으려면 최적화가 필요하며 그런 경우에도 배경 소음과 싸워야 합니다. 디지털 라디오를 사용하면 방송국을 호출하여 방송국이 있으면 분명한 신호가 있고 그렇지 않으면 신호가 없습니다. 이것이 dPCR과 같으며 정밀한 2진 결과를 제공합니다. dPCR은 말 그대로 DNA 분자의 존재 여부를 계수합니다. 낮은 오류율과 결과 명확성으로 엄청나게 높은 수준의 정밀도를 제공합니다. 디지털 PCR은 더 작은 양적 차이를 측정하는 데 매우 적합합니다."

비교 및 대조: qPCR 대 dPCR

연구자들은 qPCR의 속도, 민감도, 특이성 및 사용 용이성을 높이 평가합니다. 이 기술은 유전자 발현 분석, 병원체 검출 및 미생물체 분석 그리고 마이크로어레이 데이터 검증을 수행할 때 가장 유용합니다. 하지만 qPCR은 복제수 변이 분석, 돌연변이 및 SNP 검출, 대립유전자 식별과 같이 탁월한 정확도와 민감도가 필요한 공정에서 기대에 못 미칩니다. 그러한 공정에서 dPCR은 절대 복제 수를 측정하는 것뿐만 아니라 검출 한계를 극복, 즉 10% 정밀도와 <1%의 돌연변이로 표현되는 적은 배수 변화 차이를 검출하여 qPCR보다 우수한 성능을 보입니다.

디지털 PCR은 또한 강건한 정량화, 즉 PCR 억제제에 대한 높은 내성을 나타내고 검체 분획 및 종말점 사이클링으로 인한 PCR 효율의 변화에 영향을 덜 받습니다.

Real-time PCR/ qPCR 디지털 PCR
정량적, 상대적 또는 절대적이지만,
표준 곡선 또는 참조 검체가 필요함
정량적, 절대적이며
표준이나 참조가 필요하지 않음

벌크 PCR

  • 유연성 있는 반응 용량
  • 지수 단계(exponential phase)에서 데이터가 수집되므로
    PCR 효율성의 변화에 의해 영향을 받음
  • 억제제의 영향을 받음

검체 분획

  • 높은 억제제
    내성 / 강건성 증가
  • 증폭 효율성 변화의
    영향을 받지 않음
  • 푸아송 통계에 따른
    더 높은 통계적 검정력
매 사이클에서 PCR 증폭 측정 PCR 사이클 종료 시 측정
>1% 비율로 돌연변이 검출 ≥ 0.1%의 돌연변이 검출률(신호 대 노이즈 비
높음)
잘 정립된 프로토콜 검사실 전체에 걸친
더욱 높은 재현성을 위한 더 높은 정밀도

qpcr vs dpcr heparin
dPCR 반응은 부식산 및 헤파린과 같은 억제제가 있는 경우에도 강력하게 유지됩니다. (Rotor-Gene Q에서의) qPCR및 (QIAcuity에서의) dPCR 반응은 표시된 양의 억제제가 존재하는 상태에서 해당 QIAcuity PCR 마스터 혼합물(EvaGreen)과 동일한 반응 부피를 사용하여 수행되었습니다. 정량화는 억제제(inhibitor)의 영향이 없는 샘플을 100%로 설정했을 때 샘플 간의 상대적인 성능 차이를 Cq(qPCR) 또는 복제 수/µl(dPCR)로 표시하였습니다.
digital pcr vs qpcr humic acid
dPCR 반응은 부식산 및 헤파린과 같은 억제제가 있는 경우에도 강력하게 유지됩니다. (Rotor-Gene Q에서의) qPCR및 (QIAcuity에서의) dPCR 반응은 표시된 양의 억제제가 존재하는 상태에서 해당 QIAcuity PCR 마스터 혼합물(EvaGreen)과 동일한 반응 부피를 사용하여 수행되었습니다. 정량화는 억제제(inhibitor)의 영향이 없는 샘플을 100%로 설정했을 때 샘플 간의 상대적인 성능 차이를 Cq(qPCR) 또는 복제 수/µl(dPCR)로 표시하였습니다.
qpcr vs dpcr precision
50% 정밀도를 나타내는 qPCR의 1 Cq는 dPCR의 10% 정밀도와 동일하며 2배 농도 증가에 해당합니다.

언제 qPCR를, 언제 dPCR 을 사용해야 할까요?

핵산 정량화를 포함하는 분자 생물학이나 유전체학 연구에 있어 과학자들은 종종 그들 자신이 갈림길에 서 있다는 것을 발견합니다. 연구 목적을 효율적으로 성취하기 위해 어느 정량화 기법을 선택해야 할까요 – 보다 정밀하고 강력한 디지털 PCR(dPCR) 아니면 보다 표준화되어 있고 친숙한 정량적 real-time PCR (qPCR). 두 기술은 유사하지만, 공정에 따라 선택을 결정하는 이점과 제한 사항이 있습니다.

공정 격자는 일부 공통 공정에 대한 각 기술의 적합성 수준을 나타냅니다.

미세방울 디지털 PCR(Droplet Digital PCR, ddPCR)은 초기 디지털 PCR 형태 중 하나로, 이미 위의 응용 분야 대부분에서 qPCR보다 더 많은 이점을 제공할 수 있었습니다. ddPCR vs qPCR에서 qPCR은 넓은 동적 범위가 필요한 응용 분야에 적합한 반면, ddPCR은 더 높은 정밀도 또는 분할 풍부도 분석이 필요한 응용 분야에 적합합니다.

ddPCR에서 나노플레이트 dPCR로 발전하면서 이 기술의 범위가 확장되어 더 많은 응용 분야가 포함되었습니다. 나노플레이트 dPCR 워크플로우는 모든 검체 분획의 동시 판독, 프런트 엔드 자동화, qPCR과 같은 간편한 플레이트 설정 덕분에 훨씬 더 빠릅니다. 이러한 빠른 속도로 인해 스크리닝 및 처리량이 많은 응용 분야에 적합하며 정밀도, 정확도, 민감도가 손상되지 않습니다.

dPCR을 어떻게 사용할 수 있는지 알아보세요
디지털 PCR, 특히 QIAGEN 나노플레이트 기반 기술은 오늘날 귀하가 대답할 수 있는 질문을 근본적으로 변화시켜 광범위한 공정을 가능하게 합니다.
연구원을 위한 최첨단 dPCR 기술 소개
연구원을 위한 최첨단 dPCR 기술 소개
BioXpedia의 설립자이자 CEO인 Mogens Kruhøffer는 기술 발전을 통해 아이디어에서 병상까지의 연구 과정을 가속화하여 환자에게 혜택을 제공할 수 있다고 생각합니다. 가장 최근에 실험실에 추가된 QIAculity를 통해 그들의 고객들에게 더 나은 결과를 훨씬 더 빠르게 제공할 수 있습니다.
계속 읽기
dPCR로 말라리아 역학 코드 해독
dPCR로 말라리아 역학 코드 해독
qPCR에서 dPCR로 전환함으로써 Wang Nguitragool 박사는 표준 분석으로는 식별할 수 없는 몇 가지 미지 검체를 식별할 수 있었습니다.
동영상 보기
dPCR을 사용하여 비만 뒤의 유전학 파악
dPCR을 사용하여 비만 뒤의 유전학 파악
Johanna Andersson-Assarsson 박사는 dPCR을 사용하여 사본 수가 많은 고도로 가변적인 비만 유전자의 정확한 사본 수를 결정했습니다. 이는 qPCR로는 해상도가 충분하지 않았습니다.
더 자세히 알아보기
디지털 PCR로 돌연변이 COVID 균주를 발견하다
디지털 PCR로 돌연변이 COVID 균주를 발견하다
폐수 기반 COVID-19 연구가 RT-qPCR 및 DNA 염기서열 분석과 같은 방법의 고유한 기술적 문제로 인해 지연되었을 때 이 프랑스의 스타트업의 연구자들은 dPCR로 전환했으며 이에 따라 돌연변이 균주를 조기에 검출할 수 있었을 뿐 아니라 폐수에서 검출된 SARS-CoV-2의 양과 감염된 집단의 상관관계를 입증할 수 있었습니다.
계속 읽기

2021년도 APHL dPCR 보조금 수상자를 만나보세요

테네시 주 보건부의 Vector-Borne Diseases Program 책임자인 Abelardo Moncayo 박사는 APHL과 협력하여 2021년에는 QIAGEN의 디지털 PCR Technology Access Grant를 받았습니다. Abelardo Moncayo 박사가 모기와 진드기에 대한 연구 및 감시 전략을 이끄는 데 디지털 PCR을 어떻게 사용하려고 하는지 들어보세요.
dPCR에 대한 초보자 가이드
이 리소스는 dPCR로 전환을 고려하고 첫 실험을 계획하는 모든 사람에게 귀중한 지침을 제공하도록 설계되었습니다.
QIAGEN의 QIAcuity 시스템을 사용한 디지털 PCR: 소개
QIAGEN의 QIAcuity 시스템을 사용한 디지털 PCR: 소개
발표자: Andreas Missel, 박사, R&D 디렉터, QIAGEN
지금 시청하기
보다 정확한 디지털 PCR을 위한 팁과 요령
보다 정확한 디지털 PCR을 위한 팁과 요령
발표자: Mikael Kubista 박사, TATAA Biocenter AB 및 체코 과학 아카데미(Czech Academy of Sciences) 생명공학과
지금 시청하기
디지털 PCR 팁과 요령
게스트 웨비나에서 상위 20개 질문 모음과 그에 대한 통찰력 있는 답변들을 살펴보세요.
dPCR에서 사용하는 분석법이 qPCR에서 사용하는 분석법과 어떻게 다른가요?
적절한 real-time PCR 분석 설계에 대한 모든 규칙이 dPCR에도 적용됩니다. real-time PCR에서 잘 기능하는 분석(assay)은 dPCR에서도 잘 기능할 가능성이 매우 높습니다. 사용자는 SYBR 분석법에서 EvaGreen dPCR로 쉽게 전환할 수 있습니다. 단, 해당  QIAcuity dPCR 키트에서 설명된 대로 dPCR을 위해 권장 사이클링 조건 및 프라이머/프로브 농도에 주의해야 합니다. 최적의 상태가 아닌 분석을 신속하게 최적화하기 위해서는(예: 어닐링 단계 중 온도 구배 실행) QIAcuity  마스터 혼합물을 모든 real-time PCR 기기에서 실행할 수도 있습니다. 자세한 분석 설계 지침은 QIAcuity 애플리케이션 가이드 를 참조할 수 있습니다. 
qPCR과 dPCR의 차이점은 무엇인가요?

qPCR과 dPCR의 차이점은 핵산을 정량화하는 방법입니다. qPCR은 증폭이 발생하는 대로 측정하고 표준 곡선을 사용하여 검체의 핵산량을 결정합니다. dPCR은 검체를 수천 개의 분획으로 나누고 각 반응이 끝날 때 데이터를 수집한 후 통계를 사용하여 각 반응에서 분자의 절대 수를 얻습니다.

디지털 PCR과 RT qPCR의 차이점은 무엇인가요?
디지털 PCR과 RT qPCR의 차이점은 정량화 방법입니다. 모든 RT-PCR에서 RNA 검체는 cDNA로 역전사된 다음 PCR 반응에서 증폭됩니다. RT-qPCR에서 cDNA는 표준 곡선을 사용하여 실시간으로 정량화됩니다. RT-dPCR에서 cDNA는 반응이 끝날 때 측정되며 포아송 통계는 절대 정량화를 수행하는 데 사용됩니다. 두 가지 방법을 모두 사용하여 RNA 및 유전자 발현을 분석할 수 있습니다.
dPCR에 표준 곡선이 필요한가요?
dPCR에서는 종말점 반응에서 표적의 절대 농도를 측정합니다. 미지 물질의 농도는 관찰된 dPCR 결과(음성 수, 양성 수 및 분석한 분획물 부피)를 기반으로 결정할 수 있습니다.
qPCR과 비교하여 디지털 PCR의 장점은 무엇인가요?
디지털 PCR은 검량선이 필요하지 않고 보정물질과 검체 간 차이에 영향을 받지 않기 때문에 qPCR보다 선호되는 경우가 많습니다. 디지털 PCR은 PCR 효율이 높고 매우 정확하며 비표적 높은 배경의 DNA에서 희귀 표적을 검출하는데 적합합니다. 또한 dPCR은 qPCR보다 PCR 억제제에 덜 민감합니다.
qPCR의 용도는 무엇인가요?

qPCR은 희귀 돌연변이(ctDNA), 희귀 서열(바이러스 및 박테리아 부하, miRNA), 복제수 변이 검출, 유전자 발현 정량화, 단일 뉴클레오티드 다형성(single nucleotide polymorphism, SNP) 유전형의 마이크로어레이 확인, 분석 검증, 병원체 검출, 차세대 염기서열 분석(Next-Generation Sequencing, NGS) 라이브러리 정량화 등에 사용됩니다.

qPCR이란 무엇이며 어떻게 작동하나요?
정량적 PCR(Quantitative PCR, qPCR)은 핵산을 정량화하는 방법입니다. qPCR은 형광 모니터링을 통해 실시간으로 DNA 증폭을 측정하는 방식으로 작동합니다. 형광 강도는 특정 지점에서 검체의 초기 템플릿 핵산 수에 비례하여 증가합니다. 표적 DNA의 양은 농도가 알려진 표준을 연속 희석하여 만든 검량선을 사용하여 계산됩니다.
qPCR의 단점은 무엇인가요?
qPCR의 단점은 방법이 표준 곡선에 의존한다는 것입니다. 이러한 곡선이 필요하면 시간과 리소스가 필요하고 PCR 효율성에 부정적인 영향을 미칩니다. qPCR 방법은 dPCR보다 덜 정확하고 재현성이 낮으며 PCR 억제제 및 오염에 더 민감합니다.
최적화를 위해 qPCR 사이클러에서 dPCR 마스터 혼합물을 사용할 수 있나요?
dPCR 마스터 혼합물은 qPCR에서 dPCR로 분석을 전환하기 전에 검체 농도 및/또는 프라이머/프로브 농도를 최적화하는 데 qPCR에 사용할 수 있습니다.