3.2 dPCR在转基因植物检测方面的研究
转基因植物及相关食品的定量分析主要测定转入基因的相对含量。目前常用qPCR作为核酸定量方法。dPCR可以不需要校准物而准确测量低拷贝的DNA分子。Corbisier 等用dPCR分析了提取于MON810玉米种子的外源检测基因和hmg基因的拷贝数，验证了dPCR的绝对拷贝数比例定量结果和质粒DNA做标准物质qPCR相对定量比率一致。因此提出dPCR具有计量特性，可以用来测量转基因相关标准物质的D NA拷贝数比率。
单分子扩增效率对于改善总DNA片段的拷贝数和短片段完整DNA的估计偏差有显著意义。目标DNA分子在反应室的随机和独立分布是dPCR准确定量的关键。Bhat 等认为，反应室的容量是不确定度的主要来源，并且评定的相对不确定度在6%以下。这项发现可以用于其他dPCR测量的置信水平研究。随后，Burns 等采用经验证的检测转基因成分的qPCR反应体系，评估了dPCR技术的绝对检测限和定量限，也阐述了采用梯度预实验的方式可以使dPCR更精确地测量拷贝数。经过30个平板重复后，实验结果表明在每个平板发生200 ～700个反应是最为精确的，这和仪器厂商的推荐是一致的。
3.3 dP CR在单细胞基因表达方面的研究
将dPCR 技术用于单细胞基因表达研究是dPCR技术发展的里程碑。White 等设计开发了一种能够高精度测量单细胞中数以百计的基因表达的dPCR设备。此设备可进行包括细胞获取、裂解、反转录和定量PCR等单细胞加工处理。此外，为了提高通量，降低成本，White 等采用微升体积处理减少了测量噪音，增加了灵敏度，提高了单核苷酸的特异性。并且应用这项技术测定了3300个单细胞，包括：a、miRNA在K562 细胞的表达；b、miRNA及其目标转录子在胚胎细胞分化时的协同作用；c、乳腺癌细胞的单核苷突变检测等，建立的核心功能提供了多种基于芯片系统的单细胞转录分析。
Spurgeon等报道了基于微流体dPCR的高通量基因表达平台。此平台同时对2304个基因进行扩增反应，与96孔板相比需要更少的上样量。在单芯片上还可以检测18个组织中的45个不同基因。实验结果与传统的qPCR十分吻合，并且同商业化的DNA芯片相比具有更好的重复性。Warren等报道了数字RT-PCR微流体芯片可实现转录因子表达数量的系统定量分析，并且可以计算源自单细胞的cDNA样品。在一个包括早期5 级造血前体的研究中，Warren 发现造血干细胞中转录因子PU1表达显著变化，在flk2-和flk2+骨髓祖细胞中PU1表达呈多样性。
最近，Guo等采用dPCR技术研究了受精卵到囊胚的单细胞基因表达。利用单细胞表达分析，对小鼠囊胚中64细胞期3 种不同细胞类型的500个细胞分化到此阶段进行了研究。基于800余个转录子的全胚胎分析，选择了48个基因进行研究，结果发现3 种细胞类型可以利用定量表达方法进行明显的区分。最后分别确定ID2和Sox2为细胞外和细胞内最早的标记物。进而对早期内细胞受体配合对Fgfr2/Fgf4 进行负相关表达分析。定位与信号传递发生在转录活动成熟之前。结果表明单细胞表达分析能够深入研究细胞的发育机制，应将这项技术推广应用于更广泛的生物系统中。
3.4 dP CR在环境微生物方向的研究
dPCR技术高通量扩增和分析的优点使同时研究自然界的多个细菌单细胞的多个不同基因得以实现。Ottesen 等使用一个在白蚁和其肠道菌群相关的多级关键酶基因作为诱饵，采用dPCR技术发现了未知的核糖体RNA。这种技术能够系统地鉴定复杂生态环境中携带目的基因的细菌，并根据一两个目的基因追溯到其种属，因此，dPCR将为环境研究领域提供新的契机。
病毒可能是地球上存在量最大的生物物种。然而，对于大多数病毒的寄主，却鲜有基因组学或经典的阶段划分技术对其进行研究。Tadmor 等采用dPCR方法，通过一个病毒标志基因将单细菌细胞与自然环境相关联。应用这项技术对白蚁后肠微生物群落的研究发现在属的范围感染模式间，存在着巨大的属内选择性。病毒标志物显示了宿主间严格的等位基因混合，揭示了除邻近宿主外的等位基因横向基因转移的限制程度。方法无需培养宿主细胞或病毒，为许多环境细菌与病毒的相互作用提供了有效方法。
3.5 基于dPCR的单分子测序技术研究
自从2003年单分子测序技术应用到测序领域后，此类技术的各类形式相继报道，并且以每年10倍通量高速增长。
dPCR为高通量测序提供了灵敏的和绝对的校准。下一代测序(next generation sequencing, NGS)如454，Solexa 和SOLiD平台需要通过测序校正分子数量。此条件存在两种不利后果：a、大量微克级的样品需要制备为文库，因此限制了可测序样品的范围。对多数应用来讲，包括宏基因组、考古学样品、法医样品和临床样品测序，DNA的样品量是非常有限的。b、每个文库需要滴定法测序，因此增加了成本, 降低了测序的通量. 为此, 使用dPCR精确定量454 和Solexa 测序文库，使测序文库的制备达到纳克级，同时消除了花费在仪器滴定的成本和时间。同时成功地对454 FLX 和Sole xa测序平台的低于纳克级的细菌和哺乳动物的DNA样品进行了测序。White 等的研究结果首次明确证明了基于454 平台的皮克级DNA样品的测序，对DNA样品的需求量在无预扩增时降低了1000 余倍。dPCR实现了测序文库的绝对定量，消除了构建和PCR定量标准曲线等不确定因素，相对标准偏差低于10% ，在无滴定情况下，足够满足直接测序的精度要求。
ABCA4基因突变或等位基因不一致可引起多种疾病。Zernant 等为寻找ABCA4疾病的相关变异基因，研究了168 例医学诊断为黄斑病变、视锥-视杆营养不良或其他ABCA4疾病表型的患者。首先使用ABCA4芯片筛选基因突变，结果发现111 例病人中有1 例病人有2 个预期的突变，57个病人中没有，随后应用dPCR和454 测序平台鉴定了新变异结果，分析了这些致病性的原因。在已鉴定单一位点突变的103 例病人中，鉴定了第二疾病相关等位基因49例。虽然编码 ABCA4基因的众多突变仍然未知，并且许多位于ABCA4的非编码区，但是ABCA4实验结果是一个较好的选择方法，NGS 平台对于筛选大量的疾病是一个在时间和消费方面都高效的工具。
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