什么是核酸?
核酸是地球上所有已知的生命體必不成少的一種構成物質。它本家兒要分為兩種:脫氧核糖核酸、核糖核酸。
脫氧核糖核酸,其實就是我們常說的DNA,地球上幾乎所有生物的遺傳物質。而很多冠狀病毒的遺傳物質,則是RNA,也就是核糖核酸。
所以病毒核酸檢測,其實就是對病毒的遺傳物質RNA進行檢測。
而針對病毒RNA進行檢測的手藝,還可以分兩種:一種是及時熒光RT-PCR,一種是病原宏基因組測序(mNGS)
起首要采集樣本。因為新冠病毒是經由過程呼吸道傳染人體,所以樣本要從呼吸道采集。今朝常規的樣本類型大致有2類:一類是用咽拭子、鼻拭子在人的上呼吸道(咽部或鼻腔)擦拭采集;另一類是收集下呼吸道痰液、支氣管灌洗液、肺泡灌洗液等。采集到的樣本將被嚴酷封存,送到嘗試室。那邊是檢測員讓病毒“現形”的疆場。
提取病毒的RNA
先從樣本中提掏出病毒的RNA。具體來說,就是在樣本中插手核酸提取試劑,把病毒粉碎,讓核酸釋放出來。
*提取病毒核算必需在高級此外生物平安柜內完當作。圖為水母嘗試室蜜斯姐利用生物平安柜進行的操作演示。
把病毒RNA“反轉錄”當作cDNA
經由過程反轉錄手藝(RT),把病毒的RNA“反轉”當作一種特異DNA,即cDNA(因為病毒RNA布局不不變,所以把病毒RNA轉換當作不變的cDNA會更便利檢測)
這里會用到核酸檢測試劑盒中一種叫“反轉錄酶”的物質。而完當作轉錄后,所有工作都將環繞cDNA睜開。
進行cDNA的擴增與檢測
簡單說就是擴增cDNA的數目。這里應用的就是PCR,全稱聚合酶鏈式反映。具體來說,就是借助試劑盒中一些特別物質,讓cDNA不竭復制,使其數目呈指數式增加。
所謂RT-PCR,就是將RNA的反轉錄(RT)和cDNA的擴增(PCR)相連系的手藝。
當cDNA擴增的同時,試劑盒中還有一種叫熒光探針的工具同時工作。它會釋放熒光旌旗燈號,cDNA每完當作一次擴增,熒光旌旗燈號就會增添一點,而PCR檢測儀就能記實到一個熒光旌旗燈號增添的Ct值。
*圖中左邊白色的儀器叫QPCR儀。上面說到的轉錄、擴增、檢測都是在這臺QPCR儀上完當作。電腦上顯示的紅線,我們也可以理解為Ct值的曲線。
出成果
這一步就是按照檢測儀記實的Ct值,進行檢測成果闡發。
抱負狀況下,若是樣本中有新冠病毒,那么在cDNA完當作預訂次數的擴增后,檢測儀記實的Ct值就會形當作一個逐漸上升的S形曲線,檢測成果為陽性;若是沒有近似的S型曲線,檢測成果就為陰性。
做完以上所有工作,凡是需要4~6小時。
病原宏基因組測序(mNGS),是針對病原微生物(細菌、真菌、病毒和寄生蟲等)利用的基因測序手藝。它的道理就比力簡單了。
起首,我們要把握病毒的基因序列。
然后是檢測。在嘗試室里,手藝人員操縱基因測序儀器,針對樣本中提取的病毒RNA或總核酸進行檢測。當樣本中檢測出的病毒基因序列,與已知的新冠病毒基因序列高度同源,就可以確診傳染。
基因測序是一個加倍復雜且耗時的過程,可以簡單歸納為以下7個步調:
① 采集樣本:與前面介紹一致
② 從樣本中提掏出病毒RNA:與前面介紹一致
③ 把病毒RNA反轉錄為cDNA:為了便于檢測,測序也需要進行反轉錄。
④ 文庫構建:翻譯過來,就是把完整的DNA鏈條打壞當作片段,接著給DNA片段結尾修復,然后給DNA片段加上獨有的樣本編碼(用于識別這個樣本是誰的),并把DNA片段用一個接頭固定起來,便利測序……
⑤ 高通量測序:經由過程高通量測序儀,把文庫的核酸序列檢測出來。
⑥ 生物信息闡發:把測出的DNA序列與已有的數據庫進行比對。
⑦ 出具檢測陳述
這樣一套完整的病毒基因測序流程,加上出成果,凡是需要24~72小時。
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