对核酸进行准确和高灵敏度的定量的能力在生物医学研究和临床诊断等应用中发挥着重要的作用。传统的核酸扩增技术如聚合酶链反应(PCR),能够高灵敏度地测定极少量的核酸。然而,它们在突变分析中的缺乏特异性,并受合成核酸定量的准确度,聚合酶抑制剂的影响,无法进行绝对定量分析。近年来,数字核酸检测技术(d NAD)发展迅速,该技术通过将单个核酸分子分隔在单个隔室中并进行PCR扩增反应以鉴定目标分子的存在。更高的特异性、准确度、更好的变异分析能力以及终点检测和绝对定量的能力使得d PCR技术可以在各种临床检测中扩展其应用。目前,d PCR技术主要有微流控芯片阵列反应室或液滴数字分析技术和乳液微滴数字分析技术两种。基于微流控装置及芯片的d PCR技术的设计和使用成本相对较高,可扩展性有限以及检测通量低。乳液微滴数字分析技术(BEAMing)使用乳液密封磁珠的方法,提供了一种更为低成本和高通量的d PCR技术。然而,该技术仍存在不少缺陷,比如模板和磁珠没有被分隔在同一个液滴中时,会导致检测不到目标模板、DNA提取物中的聚合酶抑制剂会影响扩增反应的效率以及工作流程和热循环扩增的复杂性。所以,为了在有限的资源下能够进行检测和诊断,迫切需要开展具有高通量,技术稳定,操作简单,成本低廉的d NAD技术。在本论文中,我们通过结合乳液微反应器、单分子磁珠捕获和磁珠原位环介导等温扩增(LAMP)开发了一种新型的d NAD平台,BEAMing LAMP,并基于该技术平台开发了一系列核酸检测应用,具体内容如下:在第2章中,构建了一种新型的数字核酸检测平台,BEAMing LAMP。该平台首次将磁珠的单分子捕获和磁珠原位LAMP扩增反应相结合,通过磁珠捕获使得每个DNA模板能够和磁珠分散在同一个液滴中,从而防止DNA目标模板的漏检。此外,在乳液扩增中使用LAMP代替PCR可以提供更好的扩增效率和特异性,而且无需使用具有精确温度控制装置的热循环仪。通过对该技术的各个测定条件进行优化和改进,我们成功将其应用于临床血浆样品中的HCV RNA的测定。该平台不但在1.5 h内提供高对比度、可识别的信号,并且可以达到300个拷贝/m L的检测限和实现高精度的绝对定量。在第3章中,在BEAMing LAMP平台技术的基础上进一步拓展其应用。以BRAF基因突变为例,结合BEAMing LAMP技术设计了一个操作简单、成本低廉、且在恒温下进行扩增的数字突变核酸分析方法。我们设计了一条带可酶切封闭链的LAMP内引物,引物的这一设计使得突变型和野生型的模板在扩增速率上产生了很大的差距。在突变型和野生型模板比例为1:10000的混合样本中,利用BEAMing LAMP技术可以非常快速地通过磁珠的计数检测出突变序列而不受大量野生型序列的干扰。因此,BEAMing LAMP可以为遗传性疾病临床诊断提供有力的工具,并为疾病机理研究和个性化的早期治疗研究领域提供有用的高灵敏度和准确度的核酸突变检测平台。在第4章中,我们以志贺氏菌基因检测为例,开发了一种BEAMing LAMP新技术。我们设计了一条与内引物互补的荧光探针,该探针在LAMP反应前与内引物互补杂交,在LAMP扩增后被磁珠上的捕获探针捕获而使得磁珠产生强烈的荧光信号。这种设计不仅提供快速和有效的方法进行细菌的定量检测,相比于使用FIP或者LB引物作为捕获探针的BEAMing LAMP技术,引物的设计更为简单,而且减少了荧光探针的用量,使得实验的成本更低。该检测平台可以在40 min内提供高对比度、可识别的高荧光强度的阳性磁珠,并且可以达到500个拷贝的检测限和实现高精度的绝对定量。在第5章中,我们结合甲基化序列的硫酸氢盐处理和转化、乳液液滴微反应器,磁珠单分子捕获、甲基化序列存在时引发的原位LAMP扩增,开发了一种新型的甲基化核酸检测平台,甲基化BEAMing LAMP。该检测平台可以在50 min内选择性的检出甲基化和非甲基化序列含量比率为1:100000混合样本中的少量甲基化样本而不被大量的非甲基化序列干扰。结果表明,我们的甲基化BEAMing LAMP检测技术为甲基化核酸的检测提供了快速和有效的方法,为临床样本目标链甲基化水平的准确评估提供了可能。