Η dPCR αποτελεί μια μέθοδο ανίχνευσης και ποσοτικοποίησης DNA υψηλής πιστότητας και ευαισθησίας, η οποία βασίζεται στην κλασματοποίηση του μείγματος PCR σε χιλιάδες μικροδιαμερίσματα. Η ενίσχυση PCR λαμβάνει χώρα σε κάθε μεμονωμένο μικροδιαμέρισμα, το οποίο δρα ως μεμονωμένος μικροαντιδραστήρας. Η κλασματοποίηση μπορεί να επιτευχθεί χρησιμοποιώντας έναν αριθμό διαφορετικών τεχνολογιών. Η κατανομή των αλληλουχιών στόχων στα μεμονωμένα μικροδιαμερίσματα ανιχνεύεται με φθορισμό μετά το πέρας της αντίδρασης. Η ποσοτικοποίηση των γονιδίων – στόχων εκτιμάται με στατιστική ανάλυση βάση της κατανομής Poisson, υπολογίζοντας τον λόγο των θετικών μικροδιαμερισμάτων ως προς τον συνολικό αριθμό των μικροδιαμερισμάτων. Την τελευταία δεκαετία έχουν εμφανιστεί αυτοματοποιημένα συστήματα και διάφορες τεχνολογίες και οι μέθοδοι για την ψηφιοποίηση της dPCR διευρύνονται. Οι διαθέσιμες σήμερα ψηφιακές πλατφόρμες διαφέρουν ως προς τον αριθμό μικροδιαμερισμάτων, τη μέθοδο δημιουργίας τους ή τον απαιτούμενο εξειδικευμένο εξοπλισμό. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι βασικές αρχές και ο πειραματικός σχεδιασμός της dPCR σε συνδυασμό με τις παραμέτρους που σχετίζονται με την ποσοτικοποίηση, καθώς και με τα τεχνικά κριτήρια που διασφαλίζουν ότι η μέθοδος λειτουργεί σωστά. Επιπλέον παρουσιάζονται οι πολυάριθμες εφαρμογές που βρίσκει η dPCR στη σύγχρονη διαγνωστική και έρευνα. Διερευνώνται τα πλεονεκτήματα της μεθόδου καθώς και οι περιορισμοί στους οποίους υπόκειται η εφαρμογή της, ενώ παράλληλα συγκρίνεται με την qPCR, την κύρια μέχρι στιγμής τεχνολογία ποσοτικοποίησης αλληλουχιών στόχων. Τέλος, εξετάζονται οι μελλοντικές προοπτικές της dPCR τόσο σε επίπεδο βελτιστοποίησης της απόδοσης της μεθόδου όσο και σε επίπεδο διεύρυνσης των εφαρμογών της.

Digital PCR is a highly precise and sensitive method for DNA detection and quantification based on the compartmentalization of the PCR mixture into thousands of partitions. PCR amplification takes place in each individual partition, which acts as a single microreactor. Compartmentalization can be achieved using several different technologies. The distribution of the target sequences in the individual partitions is detected by fluorescence after the reaction. The quantification of the target sequences is estimated by statistical analysis based on the Poisson distribution, calculating the ratio of positive partitions to the total number of partitions. In the last decade, automated systems and various technologies have emerged and the methods for dPCR digitization have expanded. The currently available digital platforms differ in terms of the partitions number, the method of their generation or the specialized equipment required. In this thesis, the basic principles and experimental design of dPCR are presented along with the parameters associated with the quantification, as well as the technical criteria required to ensure that the method works properly. In addition, the numerous applications of dPCR in modern diagnostics and research are presented. The advantages of the method are explored as well as the limitations to which its application is subjected. Moreover dPCR is compared with qPCR, the main quantification technology for a target sequence to date. Finally, future prospects of dPCR are discussed, both in terms of optimising the performance of the method and broadening its applications.