醫學研究部(Department
of Medical Research)共 同 研 究 室 電 子 報
第三十三期 SEP.10.2016
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暑假結束大家收收心該努力做實驗囉，小編先祝大家中秋節愉快。本期電子報將介紹數位化基因偵測系統，感謝BIO-RAD的林華峰先生、Thermo Fisher的黃碩羿先生與RainDance的江俊奇先生提供相關資料。隨著科技的進步，核酸的定量方法由早期測量其吸光值去推算總濃度，到利用即時定量PCR技術偵測特定基因之相對定量，演進至目前可用數位化基因偵測系統準確定出絕對量。數位化基因偵測系統不需額外標準品即能直接對樣本進行精準的絕對定量，具高重複性與高準確性，可應用於臨床檢測上，利於研究人員開發創新醫療技術，發展精準醫療與個人化醫療。下一期電子報將介紹研究新知－單細胞索引分選技術(Single-cell Index Sorting)，敬請密切注意。並竭誠歡迎您訂閱共同研究室電子報以收取儀器介紹、研究新知、與每月訓練課程資訊。更歡迎您與我們聯絡，給予我們建議與鼓勵。
醫學研究部將於9/29(星期四)下午5:00到6:30假醫學院202講堂舉辦『他山之石系列演講-傑出研究人員經驗分享與座談』座談會，邀請陳晉興教授分享從事研究工作與申請計畫的經驗，以協助本院年輕醫事人員發展研究生涯。歡迎踴躍報名參加。另共同研究室的線上預約系統將陸續新增儀器，歡迎大家多多利用共研研究資源，感謝您的耐心等待。本月份「臺大醫學校區學術演講及研討會公告平台」尚公告多場精彩演講及課程，歡迎同仁查詢利用，並踴躍申請帳號發佈訊息。希望我們所提供的設備對您的研究有所助益，服務品質也令您滿意，為了共研長期的經營運作，請您於發表文章時惠予致謝共同研究室，作為服務成效評鑑之用。
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醫學研究部 劉怡里 小姐
數位化基因偵測系統將待測核酸片段均勻的稀釋後打散至大量的微反應器或微油滴中，並使每個微反應器或微油滴中只有0或1個核酸模板，經PCR反應後，有一個核酸模板就會產生螢光訊號，而0個核酸模板則不會有螢光訊號，再採用卜瓦松分布（Poisson distribution）的統計運算模式，以分析軟體計算出核酸的絕對定量。與傳統PCR、即時定量PCR相比，其結果的精確度、準確性和靈敏度更佳，且不需要internal control。
摘自http://digital-pcr.gene-quantification.info/
本系統有以下應用：
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基因複製數量變異性檢測(Copy number variation , CNV)－可準確測量核酸片段複製數量之變化，如神經退化性疾病-亨丁頓舞蹈症，因其第4對染色體CAG序列異常擴增導致基因產物異常，引起腦部神經細胞持續退化，CAG擴增數量越大，發病的機率越高。
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超微量檢測 (Rare Event Detection)－可針對基因單點突變、核酸片段複製數目變化或核酸序列鹼基對的insertion或deletion做超微量檢測，若採用傳統的定量PCR其檢測靈敏度約為1％，而數位化基因偵測系統能夠準確檢測到0.001%的突變核酸，目前已知核酸片段複製數目變化與基因組變異是某些癌症的重要標記，因此數位化基因偵測系統可做為癌症基因篩檢的工具之一。
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基因表現偵測(Gene expression and miRNA analysis)－傳統定量PCR能夠有效區分基因表達差異的倍數在2X，而數位化基因偵測系統的區分倍數可以達到1.25X以下，尤其對低表現量的基因，都能達到更準確的定量。
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病原偵測 (Pathogen detection)－相對於現行的定量PCR的方式，數位化基因偵測系統能提供更高準確度與靈敏度的偵測，如病毒量檢測。
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次世代定序檢體建庫後的品質管控 (NGS library quantification)－數位化基因偵測系統可在次世代定序檢體製備建庫後檢測核酸片段大小是否正確並予以定量，確認檢體是否適合上樣次世代定序儀，其高靈敏度可提升次世代定序上機的成功率，避免損失昂貴的試劑與珍貴的檢體。
目前市面上有3家廠商製造數位化基因偵測系統，分別為 Thermo Fisher、BIO-RAD與RainDance，各有其特色。Thermo系統以晶片為平台，每一樣品使用一張晶片，將待測核酸樣品塗在兩萬個孔洞的晶片上，經PCR後對晶片的螢光作偵測，此平台適用於少量樣品的突變分析。
摘自Thermo
Fisher 網站
https://www.thermofisher.com/tw/zt/home/life-science/pcr/digital-pcr.html
BIO-RAD系統的原理以油滴包覆核酸檢體，用物理氣壓的方法把單一樣品打成兩萬顆油滴，經PCR後以流式細胞儀的方式對每一顆油滴作螢光偵測，此平台可一次分析96 孔盤樣品，適用於檢測大量樣品。
摘自BIO-RAD網站
http://www.bio-rad.com/en-tw/product/qx200-droplet-digital-pcr-system
RainDance系統以微流體技術為基礎，把樣品以流體方式分成100-1000萬個的反應槽，為目前市面上可把樣品分割成最多份的平台，適用於超微量檢測，但由於分割數目很多，實驗需時久，且實驗耗材昂貴。
摘自RainDance網站
http://raindancetech.com/digital-pcr-tech/raindrop-digital-pcr-system/
醫學研究部將於106年購置數位化基因偵測系統，提供研究人員進行病毒量檢測或癌症基因篩檢等研究服務，且近期開設數位化基因偵測系統相關課程，歡迎前來聆聽指教。
聯絡人：蔡芷季博士 jjtsai@ntuh.gov.tw 分機65759
劉怡里小姐 aliliu@ntuh.gov.tw 分機65781
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