核酸检测是怎么发现新冠病毒的?一文搞懂!
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这段时间,我们常能听到一个词:核酸检测。
现在已经众所周知,核酸检测在新冠病毒感染的诊断中发挥着关键作用。在医院,核酸检测是诊断新冠病毒感染的金标准。
而在医院之外,核酸检测还可以用来做大范围的筛查,尽可能出还在潜伏期的无症状感染者。尤其当下复工在即,筛查可以大大降低办公室传染的风险。
可你们知道核酸检测是怎么发现病毒的吗?这种黑科技是怎么让看不见的病毒“显形”的?
现在小编就来给大家说说核酸检测的原理。全文简单易懂,一起涨知识!
首先认识一下,什么是核酸?
核酸是地球上所有已知的生命体必不可少的一种组成物质。它主要分为两种:脱氧核糖核酸、核糖核酸。
脱氧核糖核酸,其实就是我们常说的DNA,地球上几乎所有生物的遗传物质。而许多冠状病毒的遗传物质,则是RNA,也就是核糖核酸。
所以病毒核酸检测,其实就是对病毒的遗传物质RNA进行检测。
而针对病毒RNA进行检测的技术,还可以分两种:一种是实时荧光RT-PCR,一种是病原宏基因组测序(mNGS)
*图为冠状病毒。它的外层是包膜和蛋白质,里面是它的遗传物质RNA。
它们都是用于诊断新冠病毒感染的方法。但核酸检测因为速度快(4~6小时)而应用更多,而基因测序比较慢(24~72小时),所以用的比较少。
一般对于高度疑似新冠病毒感染、但核酸检测是阴性的病人,会利用基因测序技术进一步确认。
图为《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》试行第六版,新型冠状病毒肺炎确诊的病原学依据
实时荧光RT-PCR检测是如何让病毒“显形”的?
首先要采集样本。由于新冠病毒是通过呼吸道感染人体,所以样本要从呼吸道采集。目前常规的样本类型大致有2类:一类是用咽拭子、鼻拭子在人的上呼吸道(咽部或鼻腔)擦拭采集;另一类是收集下呼吸道痰液、支气管灌洗液、肺泡灌洗液等。
采集到的样本将被严格封存,送到实验室。那里是检测员让病毒“现形”的战场。
什么是实时荧光RT-PCR?
为了避免晦涩难懂,此处略去几百个火星文。小编将通过一个大致的检测流程来介绍这一黑科技。我们还实拍了水母基因实验室里的设备和工具,并由可爱的实验室小友情出镜,
给大家做一个操作演示。
① 提取病毒的RNA
先从样本中提取出病毒的RNA。具体来说,就是在样本中加入核酸提取试剂,把病毒破坏,让核酸释放出来。
*提取病毒核算必须在高级别的生物安全柜内完成。图为水母实验室小使用生物安全柜进行的操作演示。
② 把病毒RNA“反转录”成cDNA
通过反转录技术(RT),把病毒的RNA“反转”成一种特异DNA,即cDNA(因为病毒RNA结构不稳定,所以把病毒RNA转换成稳定的cDNA会更方便检测)
这里会用到核酸检测试剂盒中一种叫“反转录酶”的物质。而完成转录后,所有工作都将围绕cDNA展开。
③ 进行cDNA的扩增与检测
简单说就是扩增cDNA的数量。这里应用的就是PCR,全称聚合酶链式反应。具体来说,就是借助试剂盒中一些特殊物质,让cDNA不断复制,使其数量呈指数式增长。
所谓RT-PCR,就是将RNA的反转录(RT)和cDNA的扩增(PCR)相结合的技术。
当cDNA扩增的同时,试剂盒中还有一种叫荧光探针的东西同时工作。它会释放荧光信号,c
DNA每完成一次扩增,荧光信号就会增加一点,而PCR检测仪就能记录到一个荧光信号增加的Ct值。
核酸检测结果阴性
*图中左边白的仪器叫QPCR仪。上面说到的转录、扩增、检测都是在这台QPCR仪上完成。电脑上显示的红线,我们也可以理解为Ct值的曲线。
④ 出结果
这一步就是根据检测仪记录的Ct值,进行检测结果分析。
理想状态下,如果样本中有新冠病毒,那么在cDNA完成预订次数的扩增后,检测仪记录的Ct值就会形成一个逐渐上升的S形曲线,检测结果为阳性;如果没有类似的S型曲线,检测结果就为阴性。
做完以上所有工作,通常需要4~6小时。
现在明白什么是实时荧光RT-PCR了吗?检测人员就是这样诊断新冠病毒感染的。

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