数字 PCR 的数学原理和系统间比较 - 分区单位的体积越小，每个单位中目标基因拷贝的浓度就越高。这一特性使数字 PCR 能够检测微量核酸或分泌到细胞外环境中的核酸。 第二个好处是，经过分区后，每个单元的富集效应可有效改善复杂混合物的检测结果。具体来说，数字 PCR 方法可以增强感兴趣目标的信号，拉开与背景信号的比例。以图 2B 为例，在数字 PCR 反应系统中，一个分区单元实现了 8 倍纯化，另一个分区单元实现了完全纯化。数字 PCR 的富集效应有效实现了低丰度核酸在野生型背景下的扩增效率，这在癌症诊断等应用中非常有用。分区数量越多，数字 PCR 的富集效果越强。

6.      数字PCR系统的介绍

图6. 数字PCR中的扩增和检测化学（与实时荧光定量PCR相同）。 （A）水解探针（例如Taqman）。 （B）DNA结合探针（例如Evagreen）

数字PCR的检测原理与荧光定量PCR相同，只是在定量方式上有所不同。数字PCR反应体系中包含目标DNA，PCR试剂和荧光标记物，在热循环仪上进行PCR反应，在循环结束后，终点检测每个分区单元中的荧光信号。荧光标记物为水解探针（探针法如，Taqman）或嵌入DNA的结合燃料（染料法如，Evagreen）。使用终点法检测，PCR循环数通常>30，即使微滴中只含有1个靶基因拷贝也能被检测到，与扩增效率无关。通过检测荧光信号为阴性的微滴比例，可以通过泊松分布求出靶基因拷贝的绝对浓度，不需要依赖参考曲线。对于高浓度的样品，需要事先进行稀释，将λ数值置入适合置信区间的泊松分布定量范围（0.0001-6），这样才能获得可靠的实验结果。

目前的商品化数字PCR系统主要分为两大类：1.芯片式数字PCR（cdPCR），2.微滴式数字PCR（ddPCR）。