一、工作原理
数字PCR无疑是PCR领域最激动人心的创新之一，这一技术的诞生让许多人定量的梦想成为现实。定量PCR和数字PCR都能实现对样品中的核酸进行定量，它们之间的差别在于定量PCR依赖于标准曲线和参照基因，而数字PCR则能计数DNA分子进行定量。在许多领域的研究中数字PCR都是难以取代的宝贵技术，包括检测罕见等位基因、在野生型背景下鉴定突变基因、区别低水平的拷贝数变异、验证二代测序结果和基因表达分析等。
数字PCR的基本工作原理很简单，先将样品划分为多个PCR反应，每个反应最多只含有一个目标分子，然后用荧光标记的探针进行检测，计数含有目标分子的反应。正因如此，数字PCR不需要标准曲线，就可以真正实现对样品的定量。不过，这并不意味着dPCR就永远是的选择。“尽管数字PCR能够定量，其工作流程也比传统qPCR简单得多，但数字PCR的通量比较低，”Fluidigm公司的分子生物学主管Ramesh Ramakrishnan说。“总的来说，传统qPCR通量更高，而数字PCR的灵敏度和性更好。在寻找罕见突变时数字PCR尤其适用。”
二、分液带来的高精度
样品分液（Partitioning）是决定数字PCR性的最重要因素之一。数字PCR通过分液将样品分成小份，通常每一份最多只含有一个拷贝的目标核酸。荧光标记的探针可以用来揭示目标核酸存在与否，并由此获得初始样品中的分子数。“数字PCR这种方法非常简单，一个阳性信号代表着一个目标分子，而没有信号就意味着目标不存在。”Ramakrishnan说。
Life Technologies公司的TaqMan® OpenArray® 数字PCR试剂盒可以在OpenArray® 平板上运行，OpenArray® 平板是一种不锈钢的微流体平板，只有显微镜载玻片大小。这种平板的表面刻有3,072个通孔，每一个通孔都是一个独立的PCR反应孔。每块平板上的通孔排列形成48个子阵列，每个子阵列含64个通孔。OpenArray® 平板的外表面由疏水包被，而通孔内部是亲水包被，由此分隔各通孔中的样品，使其无法彼此接触和混合。
OpenArray® 平板可以在Life Technologies的OpenArray® 实时定量PCR系统和QuantStudio™ 12K Flex 上使用。QuantStudio™ 12K Flex dPCR仪能支持96孔或384孔板、TaqMan® Array卡片和中等密度的OpenArray平板。“QuantStudio™ 12K Flex dPCR仪能够同时运行四个OpenArray平板，一次性生成12,228个单独的PCR循环，并且实时收集PCR扩增的数据，”Life Technologies公司的qPCR资深产品Iain Russell说。“OpenArray数字PCR平板的开放性，使研究者们可以根据自身需要，对反应的重复数进行调整，在通量、性能和实验成本之间达到平衡。你可以每种样品只使用一个子阵列，这样运行一次就可以得到192个数字PCR结论。或者你也可以一种样品运行四个平板（192个子阵列），使系统性能和可重复性最大化。”
Fluidigm和Life Technologies采用微流体芯片和微流体通道进行数字PCR。与此不同的是，Bio-Rad选择将样品分为微小的液滴，RainDance Technologies随后也加入了这一行列。“我们的*优势在于，可以将样品分为1纳升液滴，这些液滴的一致性和可重复性都非常好。通过这一技术，我们可以将每个样品分为20,000个液滴，” Kurtz说。其他系统的分液数量大多在760到3,000之间，“分液数量越多可以使分析更为。”由于分液更多，在Bio-Rad的系统中每个液滴能容纳多至五个目标，大大提高了检测的动态范围。“我们的系统可以解析1至100,000个目标拷贝，因此不需要在运行数字PCR之前对样品进行系列稀释，”Kurtz补充道。
