3.2 dPCR在轉基因植物檢測方面的研究
轉基因植物及相關食品的定量分析主要測定轉入基因的相對含量。目前常用qPCR作為核酸定量方法。dPCR可以不需要校準物而準確測量低拷貝的DNA分子。Corbisier 等用dPCR分析了提取于MON810玉米種子的外源檢測基因和hmg基因的拷貝數，驗證了dPCR的絕對拷貝數比例定量結果和質粒DNA做標準物質qPCR相對定量比率一致。因此提出dPCR具有計量特性，可以用來測量轉基因相關標準物質的D NA拷貝數比率。
單分子擴增效率對于改善總DNA片段的拷貝數和短片段完整DNA的估計偏差有顯著意義。目標DNA分子在反應室的隨機和獨立分布是dPCR準確定量的關鍵。Bhat 等認為，反應室的容量是不確定度的主要來源，并且評定的相對不確定度在6%以下。這項發現可以用于其他dPCR測量的置信水平研究。隨后，Burns 等采用經驗證的檢測轉基因成分的qPCR反應體系，評估了dPCR技術的絕對檢測限和定量限，也闡述了采用梯度預實驗的方式可以使dPCR更精確地測量拷貝數。經過30個平板重復后，實驗結果表明在每個平板發生200 ～700個反應是最為精確的，這和儀器廠商的推薦是一致的。
3.3 dP CR在單細胞基因表達方面的研究
將dPCR 技術用于單細胞基因表達研究是dPCR技術發展的里程碑。White 等設計開發了一種能夠高精度測量單細胞中數以百計的基因表達的dPCR設備。此設備可進行包括細胞獲取、裂解、反轉錄和定量PCR等單細胞加工處理。此外，為了提高通量，降低成本，White 等采用微升體積處理減少了測量噪音，增加了靈敏度，提高了單核苷酸的特異性。并且應用這項技術測定了3300個單細胞，包括：a、miRNA在K562 細胞的表達；b、miRNA及其目標轉錄子在胚胎細胞分化時的協同作用；c、乳腺癌細胞的單核苷突變檢測等，建立的核心功能提供了多種基于芯片系統的單細胞轉錄分析。
Spurgeon等報道了基于微流體dPCR的高通量基因表達平臺。此平臺同時對2304個基因進行擴增反應，與96孔板相比需要更少的上樣量。在單芯片上還可以檢測18個組織中的45個不同基因。實驗結果與傳統的qPCR十分吻合，并且同商業化的DNA芯片相比具有更好的重復性。Warren等報道了數字RT-PCR微流體芯片可實現轉錄因子表達數量的系統定量分析，并且可以計算源自單細胞的cDNA樣品。在一個包括早期5 級造血前體的研究中，Warren 發現造血干細胞中轉錄因子PU1表達顯著變化，在flk2-和flk2+骨髓祖細胞中PU1表達呈多樣性。
最近，Guo等采用dPCR技術研究了受精卵到囊胚的單細胞基因表達。利用單細胞表達分析，對小鼠囊胚中64細胞期3 種不同細胞類型的500個細胞分化到此階段進行了研究。基于800余個轉錄子的全胚胎分析，選擇了48個基因進行研究，結果發現3 種細胞類型可以利用定量表達方法進行明顯的區分。最后分別確定ID2和Sox2為細胞外和細胞內最早的標記物。進而對早期內細胞受體配合對Fgfr2/Fgf4 進行負相關表達分析。定位與信號傳遞發生在轉錄活動成熟之前。結果表明單細胞表達分析能夠深入研究細胞的發育機制，應將這項技術推廣應用于更廣泛的生物系統中。
3.4 dP CR在環境微生物方向的研究
dPCR技術高通量擴增和分析的優點使同時研究自然界的多個細菌單細胞的多個不同基因得以實現。Ottesen 等使用一個在白蟻和其腸道菌群相關的多級關鍵酶基因作為誘餌，采用dPCR技術發現了未知的核糖體RNA。這種技術能夠系統地鑒定復雜生態環境中攜帶目的基因的細菌，并根據一兩個目的基因追溯到其種屬，因此，dPCR將為環境研究領域提供新的契機。
病毒可能是地球上存在量最大的生物物種。然而，對于大多數病毒的寄主，卻鮮有基因組學或經典的階段劃分技術對其進行研究。Tadmor 等采用dPCR方法，通過一個病毒標志基因將單細菌細胞與自然環境相關聯。應用這項技術對白蟻后腸微生物群落的研究發現在屬的范圍感染模式間，存在著巨大的屬內選擇性。病毒標志物顯示了宿主間嚴格的等位基因混合，揭示了除鄰近宿主外的等位基因橫向基因轉移的限制程度。方法無需培養宿主細胞或病毒，為許多環境細菌與病毒的相互作用提供了有效方法。
3.5 基于dPCR的單分子測序技術研究
自從2003年單分子測序技術應用到測序領域后，此類技術的各類形式相繼報道，并且以每年10倍通量高速增長。
dPCR為高通量測序提供了靈敏的和絕對的校準。下一代測序(next generation sequencing, NGS)如454，Solexa 和SOLiD平臺需要通過測序校正分子數量。此條件存在兩種不利后果：a、大量微克級的樣品需要制備為文庫，因此限制了可測序樣品的范圍。對多數應用來講，包括宏基因組、考古學樣品、法醫樣品和臨床樣品測序，DNA的樣品量是非常有限的。b、每個文庫需要滴定法測序，因此增加了成本, 降低了測序的通量. 為此, 使用dPCR精確定量454 和Solexa 測序文庫，使測序文庫的制備達到納克級，同時消除了花費在儀器滴定的成本和時間。同時成功地對454 FLX 和Sole xa測序平臺的低于納克級的細菌和哺乳動物的DNA樣品進行了測序。White 等的研究結果首次明確證明了基于454 平臺的皮克級DNA樣品的測序，對DNA樣品的需求量在無預擴增時降低了1000 余倍。dPCR實現了測序文庫的絕對定量，消除了構建和PCR定量標準曲線等不確定因素，相對標準偏差低于10% ，在無滴定情況下，足夠滿足直接測序的精度要求。
ABCA4基因突變或等位基因不一致可引起多種疾病。Zernant 等為尋找ABCA4疾病的相關變異基因，研究了168 例醫學診斷為黃斑病變、視錐-視桿營養不良或其他ABCA4疾病表型的患者。首先使用ABCA4芯片篩選基因突變，結果發現111 例病人中有1 例病人有2 個預期的突變，57個病人中沒有，隨后應用dPCR和454 測序平臺鑒定了新變異結果，分析了這些致病性的原因。在已鑒定單一位點突變的103 例病人中，鑒定了第二疾病相關等位基因49例。雖然編碼 ABCA4基因的眾多突變仍然未知，并且許多位于ABCA4的非編碼區，但是ABCA4實驗結果是一個較好的選擇方法，NGS 平臺對于篩選大量的疾病是一個在時間和消費方面都高效的工具。
