scientist working on a computer
PCR digital

Cuantificación absoluta, no relativa

Al comparar las tecnologías de las dPCR y de las 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 sin interferencias. Aun así, la calidad depende de la recepción y la señal puede sufrir interferencias aunque esté estática. Este ejemplo correspondería a las 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, sin embargo, basta con buscar el canal. Si se localiza, sonará con una señal clara. Si no, la radio no lo detectará. Este último ejemplo correspondería a las dPCR, que proporcionan 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. Las PCR digitales son perfectas para medir diferencias cuantitativas más pequeñas».

Diferencias y similitudes entre las qPCR y las 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, y la discriminación alélica. En aplicaciones de este tipo, las dPCR tienen un mejor rendimiento que las 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 de <1 %.

Las PCR digitales también demuestran una cuantificación sólida con una alta tolerancia a los inhibidores de PCR y unos resultados que se ven menos afectados por los cambios en la eficacia de las PCR como consecuencia de la división de muestras y el termociclado convencional.

Real-time PCR/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
  • Tendencia a inhibidores

División de muestras

  • Tolerancia más alta
    a los inhibidores, mayor solidez
  • No le afectan los cambios
    en la eficacia de la amplificación
  • Mayor potencial estadístico sujeto
    a las estadísticas de Poisson
Mide la amplificación de PCR en cada ciclo Mide al final de cada ciclo de PCR
Detecta índices de mutación de >1 % Detecta índices de mutación de ≥0,001 %
(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 los ácidos húmicos. Las qPCR (en Rotor-Gene Q) y las dPCR (en QIAcuity) se llevaron a cabo en presencia de las 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 los ácidos húmicos. Las qPCR (en Rotor-Gene Q) y las dPCR (en QIAcuity) se llevaron a cabo en presencia de las 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 las dPCR en lugar de por las 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 fiable y precisa, o una real-time PCR cuantitativa (qPCR) más estandarizada y con la que el equipo está acostumbrado 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.

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Las PCR digitales, y en concreto la tecnología basada en nanoplacas de QIAGEN, están cambiando sustancialmente las preguntas que se pueden responder actualmente y haciendo posible una amplia gama de aplicaciones.
Guía de dPCR para principiantes
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PCR digital en QIAcuity
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