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新型冠状病毒核酸检测的原理是什么?

时间:2024-04-18 06:57|来源:未知|作者:admin|点击:0次

一、新型冠状病毒核酸检测的原理是什么?

在抗击新冠肺炎的过程中,通过核酸检测发现病毒感染者,已经是大家再熟悉不过的检测方式。针对目前肆虐全球的德尔塔变异毒株,我国自主研发的检测产品能够快速精准识别。那么,核酸检测为什么能发现病毒感染?我们今天就来聊一聊与此有关的科学问题。

DNA分子扩增技术是核酸检测法关键

  所有生物除朊病毒外都含有核酸,核酸包括脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA),新型冠状病毒是一种仅含有RNA的病毒,病毒中特异性RNA序列是区分该病毒与其它病原体的标志物。

  新冠病毒的核酸检测就是要检测病毒的RNA基因组的一些有标志性的基因片段,用核酸检测试剂就能检测出来。

  在新冠疫情发生初期,中国研究人员在极短时间内就完成了对新冠病毒全基因组序列的解析,并通过与其他相似病毒,如冠状病毒的基因组序列对比,发现了新冠病毒中的特异核酸序列。因此,如果能在受检者样本中检测到新冠病毒的特异核酸序列,就可以判断此人被感染。

  检测新冠病毒特异核酸序列,要先将新冠病毒核酸(RNA)逆转录为DNA,再采用PCR(多聚酶链反应)方法进行放大或扩增,以检测特定的基因序列。

PCR的作用是扩增DNA,也就是对选择出的具有特异性的新冠病毒部分独特的基因片段作为靶标DNA,将其序列进行指数级的扩增。每一个扩增出来的DNA序列,都可与预先加入的一段荧光标记探针结合,产生荧光信号。扩增出来的靶基因越多,累计的荧光信号就越强,以此来确定样本中是否有病毒核酸,也即确诊受检者是否被感染。

这种核酸检测技术的关键,是对病毒特异性DNA片段进行扩增。

  1953年,沃森和克里克发表了DNA双螺旋结构模型,让人们知道了DNA的分子结构,也开启了从分子上理解生命的时代。但是,人体的一个细胞只有一组DNA,既微小,又难以分离和提取来进行体外研究。要进行DNA分子的研究,必须有一种技术能在体外扩增DNA分子。

  1971年,美国麻省理工学院的教授科拉纳等人提出核酸体外扩增的设想,经DNA变性,与合适的引物杂交,用DNA聚合酶延伸引物,并不断重复该过程便可扩增DNA。但是当时技术水平有限,这一设想难以实现。

  1976年,就读于美国俄亥俄州辛辛那提大学生物系的中国台湾科学家钱嘉韵,从黄石公园热泉中发现的嗜热菌中提取了高温DNA聚合酶,使得扩增DNA的设想又前进了一步。

  PCR技术发明完成最后一脚射门的射手是美国生物化学家凯利·穆里斯。据穆里斯回忆,1983年4月的一个星期五晚上,穆里斯开车去乡下别墅的路上,猛然闪现出多聚酶链反应(PCR)的想法。1985年,穆里斯在Cetus公司工作期间,成功发明了PCR。

  PCR发明后,有人赞誉这一发明将生物学划分为两个时代:PCR前时代和PCR后时代。有了PCR技术,可以将任意痕量的DNA分子扩增,应用于各个方面,如诊断疾病、生物个体识别、亲子鉴定、刑事鉴识发现罪犯、产前诊断确诊遗传病等。由于发明了PCR,穆里斯获得了1993年的诺贝尔化学奖。

核酸检测法不仅用于新冠病毒感染的诊断,也广泛用于其他病毒性感染疾病。2003年“非典”期间,中国研究人员研发出巢式PCR技术的核酸检测试剂盒,用以诊断病人。此后,对H7N9禽流感也研发了核酸检测试剂盒。2014年,中国“艾滋病和病毒性肝炎等重大传染病防治”科技重大专项取得一系列重要研究成果,其中新型核酸检测技术一次能对艾滋病、乙型肝炎、丙型肝炎三种病毒同时检测,大大缩短了检测的窗口期。此外,埃博拉病毒、中东呼吸综合征病毒等病毒检测中,都曾使用核酸检测试剂盒。

为何有人经过多次检测才能查出阳性

  现在,PCR用在新冠病毒感染的诊断上,是通过快速扩增新冠病毒的特定基因片段来确认受检者是否被病毒感染的。目前常用的是利用逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)研发的试剂盒。

  尽管RT-PCR试剂盒检测比较可靠,但是在最开始也有假阴性,即检测不出实际上已被病毒入侵的感染者。出现核酸检测假阴性的原因有多方面。一是刚开始研发的试剂盒质量不是很高,但后来经过改进,这一质量短板得到解决。另一个原因是,患者在做前几次检测的时候,病毒还没有充分感染人体细胞,病毒有一个逐渐进入细胞的过程。因此,有的人经过多次检测才查出病毒核酸阳性。

  中国国家卫健委颁布的《新型冠状病毒实验室检测技术指南》规定,采集标本的种类里有上呼吸道标本(咽拭子、鼻拭子、鼻咽抽取物),下呼吸道标本(深咳痰液、呼吸道抽取物、支气管灌洗液、肺泡灌洗液、肺组织活检标本),血液标本,血清标本,后来又增加了粪便、肛拭子。但在实际操作中,采取最多的是咽拭子、鼻拭子之类的上呼吸道标本。

咽拭子采集

  由于新冠病毒通常出现在感染肺部深处的组织和细胞,因此下呼吸道标本对检测来说是最好的,病毒多、最易检测出来。但是,深肺组织样本不好采集,而病人咳嗽的时候,一些病毒是可以被带到上呼吸道,而且病毒也可以感染上呼吸道,因此上呼吸道标本(咽拭子、鼻拭子、鼻咽抽取物)已成为标准采样。

  核酸检测的过程包括样本采集、样本处理、核酸提取、进行PCR检测等多个步骤,现在整个平均检测时间需要2-3个小时。由于它是直接对采集标本中的病毒核酸进行检测,特异性强、敏感度相对较高,因此是当前新冠病毒感染检测的主要手段。

PCR检测实际应用

延伸阅读

抗体检测和抗原检测也是新冠病毒感染诊断方法

  除了核酸检测,现在对新冠病毒感染的诊断也采用另一种常用的方式,即抗体测试法。一般情况下,人被新冠病毒感染后,免疫系统会产生抗体来攻击病毒,因此,检测抗体也是一项可靠的判断人是否被病毒感染的方式。不过,由于在病毒感染早期,人体内可能还没有产生抗体,存在检测的窗口期,因而抗体检测法只能作为确诊的补充诊断手段或应用于聚集性疫情溯源。

  抗体检测包括胶体金法和磁微粒化学发光法,其中胶体金法平均检测时间为15分钟左右,磁微粒化学发光法一般需要30-60分钟。

  以胶体金法为例,试剂中含有病毒抗原,通过抗原检测抗体的存在。机体感染新冠病毒后,病毒的特定蛋白会刺激免疫系统引起抗体应答。胶体金法就是要检测出人体是否有新冠病毒抗体。如果人被新冠病毒感染并在血液中含有抗体,就能与试剂上的新冠病毒的抗原成分结合,形成抗原抗体复合物,在检测线处聚集为红色反应线,证明是阳性(被感染),反之则是阴性。

  另外,诊断是否被新冠病毒感染,还可以采用抗原检测试剂(盒)。试剂纸或卡上包被有新冠病毒抗体,通过抗体检测抗原的存在。新冠病毒的抗原成分主要有N蛋白、E蛋白和S蛋白等,当把取样获得的咽拭子、鼻拭子、痰液、血清、血浆等样本滴入试剂盒时,如果这些样本中有病毒抗原,就会与试剂上的新冠病毒抗体形成抗原抗体复合物,检测线处聚集出现红线,很快就能得出结果。现在,国内一些公司生产的新冠抗原检测试剂已能快速精准识别德尔塔变异毒株,这是因为该试剂(盒)含有德尔塔的S蛋白处的特异变化的基因序列。但是,抗原检测需要更高的敏感性,由于新冠病毒主要侵犯肺泡等下呼吸道,从鼻咽、口咽等上呼吸道取样,不一定能采集到病原体,或者取样中所含病毒数量较少。因此,抗原检测和抗体检测一样,都是诊断新冠病毒感染的辅助手段。

不可不知

新冠病毒感染与新冠肺炎不是一回事儿

  需要说明的是,确诊新冠病毒感染与确诊新冠肺炎并不是一回事儿,前者只是病毒感染,后者则是在病毒感染后出现症状。

  目前确认新冠病毒感染的金标准还是核酸检测。同时,抗体检测和抗原检测可以作为补充证据。

  如果要确诊为新冠肺炎,还得加上CT片证据,以及临床上出现的症状,如是否发热、咳嗽,呼吸是否困难等来确诊新冠肺炎,并判断是轻症还是重症,抑或是无症状感染,从而采取相应的治疗和预防措施。

二、核酸检测:检测部门如何进行核酸检测?

核酸检测是一种常见的检测方法,用于确定一个人是否感染了特定的病原体,如病毒或细菌。在当前COVID-19疫情下,核酸检测成为了确诊和筛查新冠病毒感染的重要手段。那么我们来看一下,检测部门是如何进行核酸检测的。

搜集样本

核酸检测的第一步是搜集样本。一般而言,目前常用的样本是咽拭子或鼻拭子。医务人员将棉签或采样棒轻轻插入患者的鼻腔或咽喉深度,搜集到样本。这个过程虽然会有些不舒服,但一般很快完成。

提取核酸

提取核酸是核酸检测的关键步骤。一旦样本被收集,检测者将从样本中提取出核酸。提取核酸的过程可能会利用试剂盒和自动化提取仪器。这些试剂和设备可以提取到样本中的核酸,同时去除其中的有害物质,确保样本的纯净度。

扩增核酸

在核酸检测中,扩增核酸是为了检测到病原体DNA或RNA的存在。为了扩增核酸,一般会使用聚合酶链反应(PCR)技术。这种技术可以在实验室中扩增出大量的目标核酸序列,使其变得可以被检测。

检测结果

最后一步是对扩增后的核酸进行检测。这一步通常会使用荧光探针或其他特殊的试剂进行检测。如果存在目标核酸序列,检测结果将显示阳性,反之则为阴性。

总的来说,核酸检测部门通过搜集样本、提取核酸、扩增核酸和检测结果等步骤,来确定人体是否感染了特定的病原体。这些步骤通常在专业的实验室中进行,并需要经过严密的操作和质控措施,以确保检测结果的准确性和可靠性。

感谢您阅读本文,希望对您了解核酸检测过程有所帮助。

三、天坛核酸检测

天坛核酸检测:保障公众健康的重要举措

近年来,全球范围内的突发传染病事件频繁发生,对公众的健康和生活产生了巨大的影响。如何在疫情中及时发现并隔离病毒感染者,成为了保障公众健康的关键举措之一。天坛核酸检测作为一种可靠的检测手段,在疫情防控中发挥着重要的作用。

核酸检测是一种通过检测人体样本中的病毒核酸来确定是否感染病毒的方法。这项检测技术被广泛应用于COVID-19等传染病的检测中,以快速、准确的方法检测出病毒感染者。天坛核酸检测作为一个高标准的检测中心,为公众提供了全面的核酸检测服务。

天坛核酸检测的优势

1. 高准确性:天坛核酸检测采用先进的技术设备和精确的检测方法,能够准确地检测出病毒感染者,并避免了误诊和漏诊的情况。

2. 快速响应:天坛核酸检测实验室的设备和流程优化,能够在最短的时间内完成检测,并及时向公众发布检测结果。这有效地提高了疫情防控的效率。

3. 安全可靠:天坛核酸检测严格遵守卫生安全规范,保证了检测过程的安全性和可靠性。同时,我们的工作人员也经过专业培训,具备丰富的操作经验,能够有效地保护自身和公众的安全。

4. 全方位服务:天坛核酸检测提供全面的核酸检测服务,包括常规的单个样本检测、批量样本检测和定点检测等。无论是个体还是群体,都能够得到及时而准确的检测结果。

天坛核酸检测的应用场景

1. 疫情防控:在疫情爆发期间,天坛核酸检测承担着全面检测的任务,帮助政府及时掌握疫情的发展趋势,采取相应的防控措施。通过对密切接触者和疑似病例的检测,能够尽早发现感染者并隔离,有效遏制疫情的蔓延。

2. 公共场所监测:天坛核酸检测可以用于对公共场所进行监测,及时发现病毒感染者并采取相应的消毒和防控措施。这对于保护公众的健康和安全至关重要。

3. 海关入境检测:天坛核酸检测是国内外旅行和返程人员必须的检测环节之一。在国际疫情蔓延的情况下,通过对入境人员进行核酸检测,能够有效防止病毒跨境传播。

如何进行天坛核酸检测

想要进行天坛核酸检测,首先需要前往检测中心进行登记和预约。随后,工作人员将采集您的样本,包括咽拭子或鼻拭子等。采集样本时,我们的工作人员会全程佩戴口罩和手套,确保采样过程的安全和卫生。

采样完成后,样本将被送往实验室进行检测。实验室将使用先进的核酸检测技术,对样本中的病毒核酸进行检测。这个过程通常需要一定的时间,您可以通过我们的官方网站或拨打热线电话查询检测结果。

当检测结果出来后,您将会收到通知。如果结果呈阳性,说明您已感染病毒,需要及时就医并进行隔离。如果结果呈阴性,说明您没有感染病毒,但仍需继续保持防护意识,遵守卫生规范。

结语

天坛核酸检测作为一项重要的疫情防控措施,保障了公众的健康和生活安全。通过准确、快速的检测方法,可以帮助政府及时发现感染者,并采取相应的防控措施。希望广大公众能够积极配合核酸检测工作,共同抗击传染病,守护我们的家园。

**Note**: This is a generated response and may not be 100% accurate.

四、以新冠病毒为例,核酸检测的原理是什么呢?

通常说的常见病毒的遗传物质有2种,一种是DNA,一种是RNA;

遗传物质是DNA的叫DNA病毒;遗传物质是RNA的叫RNA病毒;

新冠病毒是RNA病毒,所以它的遗传物质是RNA;

新冠检测原理是使用定量PCR仪,采用荧光探针法RT-qPCR的方法,去扩增新冠病毒独有的RNA序列(只有新冠病毒才有,这是唯一的判断新冠病毒的指标,其他任何物种都没有),即通过RT-qPCR的RT部分,将病毒RNA反转录成cDNA,然后用qPCR去扩增cDNA;

新冠检测的是RNA序列上的2个基因,该检测只需要人工加样后,后面的步骤均由定量PCR仪完成;通过定量PCR仪得出的结论,有扩增(可以根据ct指判断)为阳性、没有扩增判断为阴性;

大概这个情况,写的不专业,高手不要找我抬杠!

五、核酸检测过程?

核酸检测,一般来讲分为两大步骤,第一个步骤是取标本,第二个步骤是去做核酸的检测。

通常来讲会从鼻腔留取鼻咽拭子的标本,或者从咽腔留取咽拭子的标本,去做核酸的检测。有些情况下还会留取痰标本去做核酸的检测,甚至对一些重症的患者,还有可能需要留取肺泡灌洗液的标本去做核酸的检测。

我们所见到的一般是留取标本的过程,看起来核酸检测非常简单,仅仅用棉签在围墙或者在眼前蘸一下,留取分泌物就可以了。但是核酸检测的过程技术含量还是比较高的。

另外由于新型冠状病毒传染性是比较强的,在这些过程中都需要加强防护,等于防护措施的要求也是比较高的。所以目前并不是所有的医院都能够开展核酸的检测,仅仅是一些大型的医院才能够开展这项检查。

六、为何做完核酸检测没有更改核酸检测日期?

因为核酸检测结果是一次性的,所以不能更改日期

七、有没有大佬解读下新冠核酸检测的科学原理是什么?

taqman 技术,是基于实时荧光PCR的一个技术。

既然你知道PCR的原理就不多说了,不过说明一点,不是“扩增病毒RNA”,扩增对象实际为RNA反转录的互补DNA.

怎么做到只对病毒的特定序列染色的?

首先不是染色是荧光。普通实时荧光PCR 是使用一种荧光染料,这种染料可以插到DNA分子里,通过观察荧光强度就能计算出DNA的量。但是它的特异性不高(任何DNA都能被检测出来),这会影响检测的精度(样本中病毒基因组拷贝数低,PCR产生的各种非特异扩增会掩盖信号)

taqman 技术的要点是用一个可以和DNA序列互补配对的核酸探针来检测DNA的量,提高了检测精度。下图显示了相关原理,平时探针带着荧光基团和淬灭基团,淬灭基团可以吸收荧光基团发出的光,因此此时是没有信号的。链合成的过程中,聚合酶的3' →5'外切核酸酶活性会消化掉探针,使荧光基团游离出来。观察荧光强度就可以分析有多少合成的DNA了。

八、核酸检测怎么查询?

1.微信小程序:国家政务服务平台


2.支付宝APP

(1)第一种方式

(2)第二种方式


3.自己做核酸的医院的微信公众号

(以我自己做核酸检测的医院为例)


以上就是我整理的查询核酸结果的方法。希望可以帮到你。

九、新冠核酸检测和流感的核酸检测是不是只有核酸检测试剂不一样?

按我的理解,所有的核酸检测都是一样的,不仅限于病毒。

最常见的方法都是基于荧光定量PCR。

区别只是探针单链的序列不一样。

所以核酸检测试剂研发的前提是对检测目标的核酸序列的测定。然后找出区别于其他核酸的特异性序列。

再把对应特异序列的探针做出来就好了。

这样的粗浅解释,是否能理解?

十、核酸检测医疗科技

核酸检测在医疗科技中的重要性

核酸检测是一种在医疗科技领域中发挥着重要作用的关键技术。随着医学技术的不断进步,核酸检测在疾病预防、诊断和治疗中扮演着不可或缺的角色。本文将探讨核酸检测在医疗科技中的重要性及其对健康管理的积极影响。

核酸检测的定义及原理

核酸检测是一种通过检测目标样本中的核酸序列来确定特定疾病或病原体的存在与否的技术。这种检测方法可以快速准确地检测出病原体的存在,帮助医生进行及时的诊断和治疗,有效控制疾病的传播。

核酸检测的原理是通过特定的引物和探针与目标核酸序列特异结合,经过PCR扩增等技术,最终检测出目标核酸的存在与否。这项技术的重要性在于其高灵敏度和特异性,能够有效区分目标核酸与其他核酸序列的区别,为疾病诊断提供可靠依据。

核酸检测在疾病预防与筛查中的应用

核酸检测在医疗科技中有着广泛的应用,特别是在疾病的预防和筛查中发挥着重要作用。通过对病原体的核酸进行检测,可以快速准确地确定疾病的种类和程度,有助于及时采取有效的防控措施,保护人民的健康。

  • 在传染病的防控中,核酸检测可以帮助医生及时发现患者,采取隔离和治疗措施,有效控制疫情的传播。
  • 在遗传病筛查中,核酸检测可以检测出患者患有的遗传疾病,为医生制定个性化的治疗方案提供重要参考。
  • 在肿瘤筛查中,核酸检测可以发现肿瘤早期变化的迹象,有助于早期诊断和及时治疗,提高治愈率。

核酸检测在个性化医疗中的发展

随着医疗科技的不断发展,核酸检测在个性化医疗中扮演着越来越重要的角色。个性化医疗是基于患者个体的基因组信息,制定针对性的预防、诊断和治疗方案,为患者提供更加精准的医疗服务。

核酸检测技术可以帮助医生了解患者的基因组信息,预测患者可能面临的风险和疾病倾向,制定个性化的预防和治疗方案,提高治疗效果。通过核酸检测,医生可以更好地了解患者的基因型,为患者提供更加精准的诊断和治疗。

核酸检测在药物研发中的作用

核酸检测在药物研发中也具有重要作用。通过核酸检测技术,研究人员可以快速准确地检测药物对患者基因型的影响,预测药物的疗效和副作用,为药物的研发提供重要的依据。

在药物个体化治疗中,核酸检测可以根据患者的基因型选择最合适的药物和剂量,避免不必要的药物副作用,提高治疗的效果。通过核酸检测,医生可以更好地了解患者对药物的代谢情况,为患者量身定制个性化的治疗方案。

结语

在医疗科技的发展过程中,核酸检测技术将继续发挥重要作用,为疾病的预防、诊断和治疗提供更加精准的方案。通过核酸检测,医生可以更好地了解患者的基因组信息,制定个性化的医疗方案,提高治疗效果,为患者提供更好的医疗服务。相信随着医学技术的不断进步,核酸检测技术将在医疗科技领域中发挥越来越重要的作用。

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