scientist working on a computer
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

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 %.
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 %.
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.

Descubra lo que la dPCR puede hacer por usted
Las PCR digitales, y en concreto la tecnología basada en nanoplacas de QIAGEN, están cambiando sustancialmente las preguntas que se pueden responder actualmente dentro de una amplia gama de aplicaciones.

Conozca al ganador de la beca de dPCR de APHL en el 2021

Dr. Abelardo Moncayo, Director del programa de enfermedades transmitidas por vectores del Departamento de Salud de Tennessee, ganador en el 2021 de la beca de Acceso a las tecnologías de PCR digital de QIAGEN en asociación con APHL. Descubra la forma en que desea utilizar la PCR digital para orientar la investigación y las estrategias de control contra mosquitos y garrapatas.
Guía de dPCR para principiantes
Estos recursos están diseñados para ofrecer orientación de gran valor a cualquier usuario que se esté planteando comenzar a usar las dPCR y planificando su primer experimento.
  • Transformamos la experiencia del PCR
    Imagínese poder mantener la facilidad de uso de las qPCR y conseguir la mayor sensibilidad y precisión que proporcionan las PCR digitales sin que ello implique demorar la generación del conocimiento cientifico. QIAcuity, el sistema de PCR digital basado en nanoplacas y totalmente integrado de QIAGEN, está especialmente diseñado teniendo en cuenta las necesidades de investigación y las limitaciones de los métodos disponibles actuales.
  • ¿Cómo funciona la nanoplaca de dPCR de QIAGEN?
    Al igual que ocurre con los experimentos de qPCR, la preparación de las muestras incluye la transferencia de mezclas maestras, sondas y primers a una nanoplaca de 96 o 24 pocillos. Posteriormente, se incorporan las muestras. El sistema integra la generación de particiones, el termociclado y la obtención de imágenes en un único instrumento, totalmente automatizado, que genera los resultados en menos de 2 horas. Los análisis pueden llevarse a cabo en remoto en Software Suite, lo que permite obtener la concentración de las copias por microlitro de la secuencia de la diana, así como para el control de calidad, como muestras positivas o NTC.
    How does QIAGEN Nanoplate dPCR work?
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    Las ventajas clave de las PCR digitales en nanoplacas son, entre otras muchas, las siguientes:

    - Las placas son fáciles de usar y el pipeteo es sencillo, como en las qPCR
    - Las particiones fijas evitan las variaciones de tamaño y la fusión
    - Las nanoplacas selladas evitan la contaminación cruzada entre pocillos
    - Se agiliza el análisis de los resultados gracias a la lectura simultánea de todas las particiones de una muestra
    - Disponen de control de calidad integrado, lo que significa que se puede observar la imagen de placa para detectar una única señal fluorescente del recuento de particiones positivas individuales
    - Las placas son compatibles con la automatización en las fases iniciales

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Recomendaciones y consejos para las PCR digitales
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