PCR专利注册日 | 生命科学的“微观探索利器”

10月25日是PCR专利注册日。PCR的全称是聚合酶链式反应（Polymerase Chain Reaction)，简单来说就是用人工技术不断复制DNA，让它一变二，二变四，越变越多。自然状态下提取的DNA样本浓度一般都比较低，通常要通过PCR扩增后，才能用于检测、测序、转基因等操作。

其发明者穆利斯（Kary Banks Mullis）于1983年构思出PCR技术的初步想法，1985年成功实现其实验应用，并于3月28日由所在公司申请首个PCR技术专利。经过进一步优化，最终在1985年10月25日正式注册PCR技术专利，这一天标志着PCR技术的正式确立及获得专利保护。

PCR技术作为一种强大的分子诊断工具，极大地推动了体外诊断（IVD）领域的发展，特别是在分子诊断方面。

PCR技术的基本原理是通过变性、退火和延伸三个步骤，在DNA聚合酶的作用下，以特定的引物为起点，体外扩增DNA片段。这一过程使得原本难以检测的微量DNA得以放大，从而实现对特定基因序列的检测和分析。PCR技术的发明者Kary Mullis因此获得了诺贝尔化学奖‌。

PCR技术在IVD行业中的应用非常广泛，涵盖了从遗传病诊断、传染病检测、肿瘤个体化诊疗等多个领域。通过PCR技术，研究人员可以准确地检测到特定的基因突变，从而为疾病的早期诊断和治疗提供依据。例如，PCR技术被用于产前筛查、血液筛查和药物代谢基因组学等方面，极大地提高了诊断的准确性和效率‌13。

PCR技术的发展历程也反映了IVD行业的进步。从最初的常规PCR技术，到实时荧光PCR技术的应用，再到测序技术和基因芯片技术的并行发展，分子诊断从关注单个基因转向多基因乃至整个基因组的检测，实现了从单一病原体检测到多种病原体同时检测的转变。这种技术的进步不仅提高了诊断的准确性，也推动了IVD行业的创新和发展。

当前最新的分子生物学技术——数字PCR，是在PCR技术基础上的重大创新，通过微滴化处理将样品分隔成独立的反应单元，实现绝对定量，具有高灵敏度、高分辨率和适用复杂样品等特点。

这些优势使得数字PCR在肿瘤基因检测、遗传病筛查、感染性疾病诊断等领域得到广泛应用。随着生命科学研究和医学诊断的不断发展，对高精度、高灵敏度的分子检测技术的需求日益增加，数字PCR市场呈现出快速增长的态势。

数字PCR的检测要点在于将PCR反应液分区至数万个微反应单元，从而实现单分子扩增。目前数字PCR分区方法主要包括2种:基于油包水微滴生成技术的液式数字PCR（droplet digitalPCR, ddPCR）和微阵列芯片式数字PCR(chip digital PCR，cdPCR)。

目前，国内外很多公司都拥有自己的产品，国际方面，近年来，Bio-Rad、赛默飞等巨头公司纷纷通过收购、投资等方式布局数字PCR业务，目前上市的有例如:BioRad-QX200AutoDG、Thermo Fisher -Quant Studio 3D Digital PCR System、 QiagenQlAcuity等。国内方面，尽管我国数字PCR行业起步较晚，大多公司尚处于早期融资阶段，但在国家鼓励医疗器械创新的大背景下，数字PCR成为了近年广受关注的热点领域之一，国产数字PCR平台有:领航D3200液滴数字PCR系统、永诺MicroDrop-20微滴式数字PCR系统、臻准AccuONE 数字PCR系统、新羿TD-1数字PCR等。