核酸检测试剂原理,核酸检测试剂原理是什么

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  • 2024-09-18 23:04:05

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于核酸检测试剂原理的问题,于是小编就整理了3个相关介绍核酸检测试剂原理的解答,让我们一起看看吧。

磁珠法提取核酸的原理及步骤是什么?

磁珠法核酸提取原理;

核酸检测试剂原理,核酸检测试剂原理是什么

依据与硅胶膜离心柱相同的原理,运用纳米技术对超顺磁性纳米颗粒的表面进行改良和表面修饰后,制备成超顺磁性氧化硅纳米磁珠。该磁珠能在微观界面上与核酸分子特异性地识别和高效结合。利用氧化硅纳米微球的超顺磁性,在Chaotropic盐(盐酸胍、异硫氰酸胍等)和外加磁场的作用下,能从血液、动物组织、食品、病原微生物等样本中的DNA和RNA分离出来,可应用在临床疾病诊断、输血安全、法医学鉴定、环境微生物检测、食品安全检测、分子生物学研究等多种领域。

磁珠法核酸提取过程

磁珠法核酸提取一般可以分为四步:裂解——结合——洗涤——洗脱。

检测细胞中的DNA和RNA实验的原理是什么?

最近比较流行基因检测,也有很多人好奇。其实这类检测的本质就是提取人唾液中的DNA进行一些位点的检测,通过大数据和现代分子学、遗传学手段,对人的祖先来源、体质、遗传病基因和可能患病几率都可以测定出来。

非医学和生物学背景的朋友可能对于提取DNA和RNA比较不解,因为确实核糖核酸是非常微观的物质,即使是我们在实验室手提或者使用专业的试剂盒提取DNA和RNA,物质的沉淀析出肉眼都几乎快辨认不出来了。下面我尝试用最通俗地语言介绍一下提取和检测的机理吧。

DNA提取是各种分子生物学应用所必需的。许多商业套件都可用。不同的提取方法会导致DNA的产量和纯度不同。一些的提取方法已经被系统的评价为特定的应用,例如土壤和沉积物样品,人体微生物,和粪便样品等等。

以萃取法举例,(也是最广泛使用的方法)。细胞被裂解并且通常通过离心去除细胞碎片。然后用蛋白酶使蛋白质变性和破碎等,食用有机溶剂将混合物沉淀,并通过离心除去蛋白质沉淀。

纯化的DNA通常通过使用乙醇或异丙醇沉淀来回收。在-20℃的温度下,纯的乙醇可以沉淀出DNA或RNA。RNA提取的步骤和流程都比DNA更苛刻一些,需要一直处在有RNA水解酶抑制剂的环境中。对于提取到的样品,可以通过PCR定点检测基因是否存在,也可以通过高通量测序仪器完成整段核酸的序列测定。

DNA和RNA都是遗传物质,其化学本质是核糖核酸。DNA和RNA的检测实验主要包含核酸的提取、核酸测序、核酸序列分析和应用几方面,下面逐一分析。

核酸的提取

细胞里的DNA与蛋白质结合,形成脱氧核糖核蛋白(DNP),要提取DNA,先要将复合物中的蛋白质去除。苯酚和氯仿等有机溶剂可以使蛋白变性,并溶解蛋白质,而DNA易溶于水,特别是DNA的盐溶液,而不易溶于乙醇、氯仿等有机溶剂。核酸提取的核心原理就是利用溶解度的差异,现在市面上有很多成熟的商业试剂盒可以实现核酸的快速提取。

核酸测序

RNA测序通常是提取后反转录为DNA再进行测序,因此这里主要说明DNA测序的原理。

DNA测序技术从1977年第一代技术至今,经过了几十年的发展,现在已经到了第四代纳米孔测序技术。随着技术的进步和迭代,测序的原理也发生了较大的变化,下面仅以第一代测序技术,也就是Sanger双脱氧链终止法为例说明——

双脱氧链末端终止法通过使用链终止剂—类似 于正常dNTP的2’,3’-双脱氧核苷三磷酸(ddNTP),将 延伸的DNA链特异性地终止。其反应体系也包括单 链模板、引物、4种dNTP和DNA聚合酶。共分四 组,每组按一定比例加入一种 (ddNTP),它能随机 渗入合成的DNA链,一旦渗入合成即终止,于是各 种不同大小片段的末端核苷酸必定为该种核苷酸, 可以从放射自显影带上直接阅读DNA的核苷酸序列。

上图是双脱氧链末端终止法测序的基本原理示意图


核酸序列分析和应用

核酸测序已经成为了生物学及其关联学科的关键技术,在相关领域也有着广泛的应用——

①遗传疾病预测:遗传病大都由基因缺陷导致,一段或数段DNA序列决定的表型与疾病存在关联,通过基因检测可以预测某些遗传疾病的发生和发展,在发病前提前干预,可取得更好的治疗效果

②产前缺陷筛查:属于①应用的一个细分场景,通过羊水穿刺在怀孕早期获取胎儿DNA,对唐氏等疾病进行筛查,发现问题可及时终止妊娠,可起到优生优育的作用

③进化树分析:通过对病毒、细菌和真菌等变异速率很快的病原生物的核算序列进行测序与分析,可构汇出遗传进化树,对病毒的生物学特性的理解有着关键作用,有着重大的流行性病学意义,比如2009年全球流行的甲型流感就被认为混合了猪流感、禽流感和人流感的基因

④亲子鉴定

成都多地实行10人一组核酸检测,科学原理为何?

据我分析,主要有以下几点:

第一、有效节约了时间,可以合理安排时间。

第二、10人混检检测结果更精准。

第三、避免交叉感染,起到预防为主。一次检测人员少点,可以保持足够的安全线,安全距离。

10人混检有利有弊,目前许多地方敢用10人混检,就是看重那个“利”,且有自信认为“弊”可以被100%克服!

利的方面,那就是成本降低,可以用正常一人一检的十分之一费用就把检测做了。同时,效率还提高了10倍,需要的人力也仅仅是十分之一。总之,这是一个效率提高10倍,且费用降低到十分之一的一个办法。

弊的方面,那就是需要检测技术特别先进才能做得出来正确的结果。因为,10人混检,假如只有一人染疫,其标本与其他9个正常人混合在一起,于是病毒的浓度无形就降低为正常的十分之一。此时,如果检测技术的灵敏度不够,就会出现“假阴性/假阳性”的问题。“假阳性”容易克服,把10个人叫回来重新检查就好了。但“假阴性”就是致命的缺陷了。因为,结果是阴性,那就放过去了。但万一将“假阴性”放过去那不就出大事儿了嘛!

至此,有信心用10人混检的基础,就是有信心克服病毒浓度太低造成的“假阴性”现象。在保证“安全”的基础上,当然就敢来做“10人一组”这种提高效率和降低成本的操作了。

10人混检可以大大提高检测效率,还能节省更多的检测成本,减少检测人员和耗材用量。

10人混检如果标本是阴性,说明这10人都是阴性,效率比单人单管要高很多。如果标本呈阳性,只需这10人复测即可。

目前不只是成都,全国发生疫情的地方,在进行核酸检测的时候,大规模筛检基本上都是10人一组,或者5人一组,这就是所谓的混检。

不过看到10人一组检测,很多人可能弄不明白,之前核酸检测都是一人一管,为什么现在要10人一组呢?这里面到底是什么科学原理?

其实原理没有那么复杂,这里面只不过是为了提高检测的效率而已。

原理其实很简单,它的检测过程大概分为几个步骤:

第一步、实名登记核酸码。

大家现在去做核酸检测之前,都必须通过小程序实名登记核酸码,这样可以确保核酸码可以追溯。

第二步、由工作人员扫码登记。

大家去做核酸检测的时候,工作人员首先要扫试管上的条形码,然后待检人员必须提供核酸检测码,工作人员会一个一个的进行扫码登记,登记的这10个人会归类到试管条形码的指定一组当中,然后在系统当中清晰的记录下来。

第三步、采样。

分类好之后,10个待检人员就要排队采样检测,医护人员会将这10个人样本放到已经扫码登记的那个试管当中,在试管当中会有对应的条形码,而这个条形码是跟10个人登记都在系统当中记录了。

第四步、检测。

采完样本之后,这些试管会送到专门的检测机构进行检验,如果某一个试管当中检测出来的结果是阴性的,代表着这试管当中的10个样本都是安全的。

但如果某一个试管当中检测出阳性,那就代表着这试管当中的10个样本有一个或者多个已经感染上新型冠状病毒了。

第五、隔离并单独测试

假如某一个试管当中检测出阳性,防疫人员就会根据系统记录的信息,挨个联系这10个样本,并对他们采取单独隔离,然后进行单独检测。

在单独检测的时候就一个人一个试管,然后寻找出最终携带新型冠状病毒的患者。

筛选出最终患者之后,他肯定要被送到定点医院进行隔离治疗的。

但对那些阴性同组人员,即便他们没有染上新型冠状病毒,但因为他们跟确诊病例曾经有过密切接触,所以出于安全考虑,都有可能隔离14天以上。

那为什么目前各地要采取10人一组的混检方式进行检测呢,这里面主要基于2个方面的考虑。

第一、提高检测效率。

一旦某个地方出现确诊病例,时间就是生命,因为新型冠状病毒传染性比较强,如果不能快速筛选出确诊患者,会造成更大范围的传播。

如果一个人一个试管单独检测,这会大大降低检测效率。

因为新型冠状病毒送到实验室进行检测之后,它可不像采样那么简单,而是需要通过试剂配制、核酸提取、核酸扩增、分析结果等多个流程,一般需要5~6个小时。

一个30人左右的检测团队,就算24小时三班倒,一天最多也只能检测2500个样本到3000个样本之间。

假如一个千万人口级别的城市有150个检测机构,那一天最多也只能检测45万个样本。

如果一个人一个试管单独检测,1,000万人口的城市要全部检测完,一轮至少需要22天。

而在这22天当中有些潜在的新型冠状病毒患者,有可能已经给更多人造成传染了,所以这种一人一检的方式明显效率太低。

而通过采取10人一组的混检方式,按照这个城市每天有45万个样本的检测能力计算,只需要三天左右的时间就可以全部检测完。

这就可以大大提高检测效率,尽快把潜在的确诊患者给筛选出来,从而避免更大范围的传播。

第二、降低检测成本

虽然目前各地进行普筛都是免费,但是实际并不是免费,而是因为政府帮大家买单了,政府会统一采购检测试剂,统一支付检测费用。

如果按照每人实际检测成本30块钱计算,一个1,000万人口的城市,如果采取一人一检的方式,完成全民一轮筛选,至少需要支付3亿元左右的成本,这会大大增加地方政府的财政压力。

而通过采取10人一组的混检方式,1,000万的人口只需要100万个样本就可以,这样支付的检测成本就会降低10倍,完成一轮筛选只需要3,000万就可以,这就可以大大降低地方政府的财政负担。

不过看到这有些人可能就有一个疑问了,既然混检可以提高效率,降低检测成本,那何不采用100人一组或者1000人一组进行检测呢?这样不就可以进一步提高检测效率,进一步降低检测成本了吗?

实际上采取混剪方式样本也不能太大,样本太大至少有一个弊端,那就是潜在的被隔离人员会增多。

假如一个试管放了100个样本,最终这个试管当中检测出阳性,那你就必须对这100个样本当中的人单独检测单独隔离,这会让很多人受到影响。

所以综合各种因素之后,采取10人一组或者5人一组的混检方式,其实是最科学的。

到此,以上就是小编对于核酸检测试剂原理的问题就介绍到这了,希望介绍关于核酸检测试剂原理的3点解答对大家有用。

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