20世纪末，Vogelstein等提出数字PCR(digital PCR,dPCR)的概念,通过将一个样本分成几十到几万份,分配到不同的反应单元,每个单元至少包含一个拷贝的目标分子(DNA模板),在每个反应单元中分别对目标分子进行PCR扩增,扩增结束后对各个反应单元的荧光信号进行统计学分析。

数字PCR是一种核酸分子绝对定量技术,主要采用当前分析化学热门研究领域的微流控或微滴化方法。数字PCR一般包括两部分内容,即PCR扩增和荧光定量分析。在PCR扩增阶段,与传统技术不同,dPCR一般需要将样品稀释到单分子水平,并平均分配到几万个反应腔室里反应。这样子相当于变相的对靶基因进行富集。与此同时,由于对原样品的大幅度的稀释,使得PCR抑制剂浓度显著降低,这样dPCR对初始PCR反应物里抑制剂的要求显著低于qPCR(Quantitative Real-time PCR)。不同于qPCR对每个循环进行实时荧光测定的方法,dPCR技术是在扩增结束后对每个反应单元的荧光信号进行采集,有荧光信号的微滴判读为1,没有荧光信号的微滴判读为0,最后根据泊松分布原理及阳性微滴的个数与比例得出靶分子的起始拷贝数或浓度。