学术文章丨dPCR突破高度降解DNA检测瓶颈，为川贝母精准鉴定提供新方案

发布日期：2026-02-09

近日，成都中医药大学研究团队在国际期刊《Microchemical Journal》发表题为“Comparison of nested PCR coupled DNA barcoding and an all-in-one ddPCR in detection of highly degraded DNA in Fritillariae Cirrhosae Bulbus”的研究论文。团队针对川贝母（Fritillariae Cirrhosae Bulbus, FCB）储存过程中DNA易降解、传统鉴定方法难以区分真伪的核心痛点，基于新羿全自动数字PCR D20平台，建立并优化了数字PCR（dPCR）检测体系，实现了对高度降解川贝母DNA的一步式精准检测，为中药材质量控制及掺假鉴别提供了高灵敏、高特异的技术工具。

研究背景

川贝母作为传统名贵中药材，广泛应用于中成药、保健品等产品中。然而，由于野生川贝母资源稀缺、价格昂贵，市场上掺假现象频发，严重影响产品疗效与市场公信力。更关键的是，川贝母在储存过程中易因条件不当导致DNA降解，传统形态学鉴定、常规PCR等方法难以对降解样本进行准确鉴别，进一步加剧了质量控制的难度。

全球膳食补充剂市场规模预计2028年将突破3000亿美元，中药材作为重要组成部分，其质量安全备受关注。分子鉴定技术因特异性强、准确性高成为中药材鉴别主流方向，但高度降解DNA的检测一直是行业难题。数字PCR（dPCR）作为第三代核酸定量技术，凭借绝对定量能力、高灵敏度及抗干扰性优势，为解决这一痛点提供了技术可能，因此团队开展本研究以建立针对降解川贝母DNA的专属检测方案。

研究目的

本研究先对比传统DNA编码、迷你编码（mini-barcoding）与巢式PCR技术在降解川贝母DNA检测中的效能，明确传统技术在高度降解样本检测中的局限；进而针对性设计川贝母特异性引物与探针，建立并系统优化dPCR检测体系；最终通过验证该dPCR方法的灵敏度、特异性、定量准确性及临床适用性，实现对高度降解川贝母样本的快速精准鉴定，为解决川贝母因DNA降解导致的真伪鉴别难题提供技术支撑。

研究方法

本研究收集了1972-2024年间不同来源的25份川贝母样本（含储存53年的老旧样本），覆盖四川松潘、西藏类乌齐、甘肃等地及多家药品检验所留样，采用商业化试剂盒提取样本DNA后，分别通过四种技术进行检测：传统DNA编码技术、迷你编码技术、巢式PCR技术和dPCR技术，此外还以伊犁贝母、平贝母、浙贝母等川贝母近缘物种验证检测方法的特异性，并通过梯度稀释DNA样本确定检测限（LOD）与定量限（LOQ）。

研究结果

※ 传统分子方法难以应对高度降解DNA

25份样本中，除2024年采集的部分样本DNA相对完整外，其余均存在不同程度降解。传统DNA编码仅成功扩增12份样本（48%），迷你编码新增6份扩增成功样本（总扩增率72%），仍有7份老旧样本（如1972年、1989年采集样本）无法有效扩增；而巢式PCR虽实现所有25份样本的扩增，但流程复杂、易污染，存在假阳性风险。

※ dPCR体系优化效果显著

通过对退火温度（58-61℃）及引物探针浓度的正交优化，确定最优dPCR体系：30μL反应体系含6μL HiTaq Mix A、1.5μL HiTaq Mix B、1.8μL特异性引物、0.9μL探针及1μL DNA模板，扩增程序为95℃预变性90s→40个循环（94℃变性30s+58-59℃退火30s）。该条件下阳性微滴分布集中，扩增效率最优，无交叉污染现象。

※ 灵敏度与定量准确性优异

dPCR对川贝母DNA的最低检测限（LOD）为5拷贝/μL，定量限（LOQ）为10拷贝/μL；在5-60000拷贝/μL浓度范围内，实测拷贝数与理论值线性关系极佳（R²=0.9959），相对标准偏差（RSD）≤25%，展现出卓越的定量稳定性。

※ 特异性100%，可有效区分掺假物种

对伊犁贝母、平贝母、浙贝母、湖北贝母等常见掺假物种的检测结果均为阴性，仅川贝母样本出现特异性阳性信号，可精准区分正品与掺假品。

※ 样本检测与测序结果100%吻合

dPCR成功检测所有25份样本，其中23份呈现阳性信号（确诊为川贝母），2份无阳性信号，经测序验证分别为伊犁贝母（F. pallidiflora）和平贝母（F. ussuriensis）。即使对于1972年采集的高度降解样本，仍能稳定检出目标DNA，检测全程仅需半天，远快于巢式PCR+测序的1-2天周期。

总结与讨论

本研究证实，针对高度降解的川贝母样本，传统分子鉴定方法存在明显局限，而dPCR技术凭借“一步扩增、高灵敏度、抗干扰强”的优势，完美解决了这一行业痛点。与巢式PCR相比，dPCR不仅避免了两轮扩增的繁琐操作与污染风险，还具备绝对定量能力，可同时实现“是否为川贝母”“目标DNA含量”双重信息获取，为中药材储存品质评估提供额外参考。

该方法的建立，不仅为川贝母的真伪鉴别及质量控制提供了科学有效的技术方案，更为其他易降解中药材（如人参、天麻等）及高度加工膳食补充剂的鉴定提供了重要范式。随着中药材国际化进程加快，dPCR技术有望成为中药材分子鉴定的主流方法，助力规范市场秩序、保障消费者用药安全。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.microc.2025.116646

●关于新羿生物●

新羿生物成立于2015年，位于中关村科技园，是国家高新技术企业、北京市“专精特新”企业，专注于生命科学与分子诊断的自主创新，拥有在仪器、芯片、材料、试剂、软件等领域的高水平研发团队。公司发展迅速，申请国内外专利200余项、授权专利150余项，持续在权威期刊发表学术论文，承担国家级科研基金。公司基于自主知识产权的数字PCR技术，已获得首个及第二个共三项数字PCR仪NMPA III类医疗器械注册证，三项诊断试剂NMPA III类医疗器械注册证，其中感染和实体瘤液体活检领域均为首个数字PCR诊断试剂III类注册证，两次获得中国体外诊断优秀创新产品金奖，荣获中关村国际前沿科技创新大赛总冠军，荣获北京市科学技术二等奖和发明创业成果奖。公司自主研发的开放式分子POCT一体机及qPCR快检试剂均获NMPA III类医疗器械注册证。公司秉承“创新，让精准触手可及”的理念，发展多指标、高通量、自动化、防污染、成本低的先进技术，致力于成为领先的生命科学和分子诊断企业，服务于生命科学、精准医疗、药物开发及健康管理。

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