ОТ-ПЦР — это разновидность ПЦР, то есть полимеразной цепной реакции. – Большинство генетических тестов, которые вошли в широкую практику, основаны на принципе полимеразной цепной реакции. Итак, для начала, очень примечательно, что сам Кэри Муллис, изобретатель технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР), говорил, что ПЦР не подходит для диагностики инфекции. — первый русскоязычный информационно-аналитический портал о молекулярной диагностике и смежных областях науки и практики. |. Ее принципиальной особенностью является мониторинг и количественный анализ накопления продуктов полимеразной цепной реакции, а также автоматическая регистрация и интерпретация полученных результатов.
ПЦР в реальном времени
Полимеразная цепная реакция. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — высокоточный метод диагностики заболеваний, основанный на копировании ДНК или РНК патогена в пробе. – Большинство генетических тестов, которые вошли в широкую практику, основаны на принципе полимеразной цепной реакции. ОТ-ПЦР — это разновидность ПЦР, то есть полимеразной цепной реакции.
Капельная цифровая ПЦР (ddPCR)
Метод полимеразной цепной реакции (ПЦР) изменил биологию и медицину 80-х годов XX века, позволив быстро и точно диагностировать наследственные заболев. Иностранные граждане обязаны предъявить отрицательный результат ПЦР-тестирования, проведённого не ранее чем за два дня до прибытия на территорию Российской Федерации. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – высокоточный метод молекулярно-генетической диагностики, который позволяет выявить у человека различные инфекционные и наследственные заболевания, как в острой и хронической стадии, так и задолго до того. ПЦР — это полимеразная цепная реакция.
«Вероятность обнаружить вирус снижается». Когда нужно сдавать ПЦР-тест
У каждого болезнетворного микроорганизма есть свой, уникальный порядок построения цепочки ДНК, поэтому его невозможно спутать с ДНК человека. При проведении теста ПЦР используют фрагмент чужеродного генетического материала, добытый из образца, и размножают много раз с помощью белка-фермента. За несколько часов количество копий увеличивается в несколько миллиардов раз. Это позволяет получить такое количество ДНК, которого достаточно для успешного определения его природы. В лабораториях используют определенный набор реактивов для каждого конкретного микроорганизма, поэтому пациентам назначают не общий ПЦР-анализ, а тест на конкретный микроорганизм например, на вирус гепатита С. Полимеразная цепная реакция проводится качественно и количественно. Качественный тест позволяет определить, есть ли в образце генетический материал микроорганизма вируса или бактерии , который ищет врач.
Это накладывает жесткие ограничения на условия, в которых производится смешивание ПЦР и работа с готовыми продуктами ПЦР. Проведение ПЦР. Смесь дезоксинуклеотидтрифосфатов. Термостойкую ДНК-полимеразу чаще всего используется Taq-полимераза — полимераза, выделенная из Thermus aquaticus. Затем данная реакционная смесь помещается в амплификатор, который фактически представляет собой программируемый термостат. В амплификаторе проводится 30-40 циклов смены температур. Каждый из этих циклов состоит из трех этапов см. Отжиг праймеров температура обычно в районе 50-60оС — к концам цепей ДНК присоединяются праймеры. Вообще, при снижении температуры энергетически выгоднее воссоединение исходных цепей ДНК из исследуемого образца ренатурация , однако концентрация праймеров в реакционной смеси на много порядков больше концентрации ДНК из образца по крайней мере, на начальных циклах ПЦР , поэтому реакция отжига праймеров протекает быстрее ренатурации ДНК. Температура отжига выбирается в зависимости от температур плавления денатурации праймеров.
Температура соответствует оптимальной температуре работы используемой ДНК-полимеразы. Также образуется малое количество более длинных молекул ДНК, которым можно пренебречь см. Рис 2.
К ним относятся патологические процессы, вызванные: вирусами герпетическая, папилломавирусная инфекция , ВИЧ СПИД, вирусные гепатиты с парентеральным путем передачи специфическими бактериями сифилис, гонорея, микоплазмоз, уреаплазмоз, хламидиоз простейшими трихомониаз Полимеразная цепная реакция также может использоваться для диагностики инфекций, вызванных условно-патогенными грибами кандидоз. Какой материал исследуется? Материалом, который используется для лабораторного исследования методом ПЦР, являются различные биологические жидкости организма человека. В зависимости от локализации и характера диагностируемого заболевания, это может быть: мазок со слизистой оболочки урогенитального тракта моча.
Разноцветные Струи 4 подписчика Подписаться Полимеразная цепная реакция - это метод копирования и размножения ДНК, с помощью которого мы можем исследовать интересующий нас генетический материал. Для этого требуется термоциклер амплификатор , образцец ДНК для размножения, термостабильная Taq-полимераза, праймеры, с помощью которых мы выбираем то, что будет размножаться, и свободные нуклеотиды всех 4 типов - A, T, C и G.
Диагностика COVID-19: обзор основных методов
это метод копирования и размножения ДНК, с помощью которого мы можем исследовать интересующий нас генетический материал. Стоит отметить, что в стандартной реакции ПЦР в реальном времени все образцы выйдут на плато и достигнут примерно одного уровня сигнала. Итак, для начала, очень примечательно, что сам Кэри Муллис, изобретатель технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР), говорил, что ПЦР не подходит для диагностики инфекции. Стоит отметить, что в стандартной реакции ПЦР в реальном времени все образцы выйдут на плато и достигнут примерно одного уровня сигнала. Реакция ПЦР-амплификации во многие тысячи раз упростила, ускорила и удешевила процесс выделения специфического фрагмента ДНК, например, какого-то гена.
Диагностика COVID-19: обзор основных методов
Следующий плюс — высокая специфичность. В материале, направленном на исследование, определяется уникальная последовательность нуклеотидов, характерная только для конкретного возбудителя. Кроме того, это позволяет одновременно, в одном и том же материале, проводить поиск нескольких возбудителей без какого-либо ущерба для качества ответа. Метод обладает высочайшей чувствительностью — мы уже говорили о том, что возможно найти всего один фрагмент генетического материала возбудителя. Несомненное преимущество метода — оперативность.
Постановка реакции занимает несколько часов, таким образом, вся диагностика, от момента сдачи материала на анализ до получения результата, отнимет всего один день. При помощи ПЦР определяют возбудителя , а не реакцию на его внедрение со стороны организма. Таким образом, появилась возможность точно диагностировать заболевание еще в инкубационном периоде, когда нет никаких клинических или лабораторных признаков болезни. Но они напрямую связаны с его достоинствами и с так называемым «человеческим фактором».
ПЦР — очень высокотехнологичный метод, требующий соблюдения строжайших правил оснащения лаборатории. Это связано с тем, что в воздухе постоянно присутствует невероятный коктейль из фрагментов ДНК всевозможных живых организмов, и в процессе подготовки к проведению реакции образец может быть загрязнен — возможно «ложное срабатывание». Оценивать результаты реакции должен практический врач, который лечит конкретного больного. Дело в том, что далеко не всегда положительный ответ теста означает наличие заболевания.
Например, человек пролечился от какого-либо заболевания, но погибший и уже не опасный возбудитель будет еще некоторое время «разбираться на запчасти» защитной системой организма. Если в этот момент сделать ПЦР — результат окажется положительным. Другой вариант — это отрицательный результат ПЦР при наличии даже явной клинической картины.
Особенно эффективен метод ПЦР для диагностики трудно культивируемых, некультивируемых и скрыто существующих форм микроорганизмов, с которыми часто приходится сталкиваться при латентных и хронических инфекциях, поскольку этот метод позволяет избежать сложностей, связанных с выращиванием таких микроорганизмов в лабораторных условиях.
Применение ПЦР-диагностики также очень эффективно в отношении возбудителей с высокой антигенной изменчивостью и внутриклеточных паразитов. Методом ПЦР возможно выявление возбудителей не только в клиническом материале, полученном от больного, но и в материале, получаемом из объектов внешней среды вода, почва и т. В урологической и гинекологической практике - для выявления хламидиоза, уреаплазмоза, гонореи, герпеса, гарднереллёза, микоплазменной инфекции, ВПЧ - вирусов папилломы человека; в пульмонологии - для дифференциальной диагностики вирусных и бактериальных пневмоний, туберкулёза; в гастроэнтерологии - для выявления хеликобактериоза; в клинике инфекционных заболеваний - в качестве экспресс-метода диагностики сальмонеллёза, дифтерии, вирусных гепатитов В, С и G; в гематологии - для выявления цитомегаловирусной инфекции, онковирусов. Специфичность ПЦР основана на образовании комплементарных комплексов между матрицей и праймерами - короткими синтетическими олигонуклеотидами длиной 18 - 30 букв.
Каждый из праймеров сопоставим комплементарен с одной из цепей двуцепочечной матрицы, обрамляя начало и конец амплифицируемого участка. После соединения гибридизации матрицы с праймером отжиг , последний служит затравкой для ДНК-полимеразы при синтезе комплементарной цепи матрицы. Чтобы избежать испарения реакционной смеси, в пробирку добавляют высококипящее масло, например, вазелиновое. Добавление специфичеких ферментов может увеличить выход ПЦР-реакции.
Ход реакции Обычно при проведении ПЦР выполняется 20 - 35 циклов, каждый из которых состоит из трех стадий. Эта стадия называется денатурацией — разрушаются водородные связи между двумя цепями. Иногда перед первым циклом проводят предварительный прогрев реакционной смеси в течение 2 - 5 минут для полной денатурации матрицы и праймеров. Когда цепи разошлись, температуру понижают, чтобы праймеры могли связаться с одноцепочечной матрицей.
Эта стадия называется отжигом. Время стадии — 0,5 - 2 минут. ДНК-полимераза реплицирует матричную цепь, используя праймер в качестве затравки. Это — стадия элонгации.
Что это означает? Рассмотрим подробнее. При этом «затравка» для выявления, например, хламидии, работает только для хламидии и т. Таким образом, если тестируется биоматериал на наличие хламидийной инфекции, то в реакционную смесь помещается «затравка» для хламидий; если тестирование биоматериала на вирус Эпштейн-Барра, то и «затравка» для вируса Эпштейн-Барра. II этап — Объединение генетического материала возбудителя инфекции и «затравки».
Этот процесс присоединения «затравки» и есть второй этап ПЦР. III этап - Копирование генетического материала возбудителя инфекции. К «затравкам» подходит фермент- «строитель» и синтезирует новую цепочку ДНК. То есть за один цикл ПЦР происходит увеличение количества генетического материала в два раза. Один цикл длится 2-3 минуты.
Для образования достаточного количества генетического материала для идентификации, обычно производится 30-50 циклов ПЦР, что занимает 2-3 часа. Этап идентификации размноженного генетического материала Собственно ПЦР на этом заканчивается и далее идет не менее значимый этап идентификации.
Что такое праймеры и зачем они нужны в молекулярно-генетических исследованиях? В эпоху ковида этот термин — ПЦР — узнали все. Это распространенный, широко используемый метод, который мы используем для того, чтобы из всей огромной последовательности ДНК человека, у которого есть наследственные или соматические мутации в связи с онкологией, выделить определенный интересующий нас участок. Это можно выполнить при помощи химической реакции.
Скажем, из трех миллиардов букв ДНК выделяем только триста, и уже с ними работаем. В пробирке мы можем создать такую функцию, которую можно сравнить с поиском текста в компьютере. Сначала с помощью компьютера в базе данных генома человека мы подбираем две маленькие строчки, между которыми должен располагаться искомый текст. С помощью специального аппарата мы выращиваем нужные цепочки ДНК из последовательности букв нуклеотидов , получаем эти маленькие строчки в виде химического вещества в пробирке, добавляем в неё необходимые реактивы, меняем температуру, и в итоге получаем нужный нам участок генома. Дальше его можно анализировать с помощью разных способов. Как анализ конкретных участков ДНК помогает в лечении онкозаболеваний?
Мы постоянно ищем такие участки. Отбираем группу пациентов с похожими заболеваниями, достаточно дорогостоящими методами анализируем всю кодирующую последовательность их геномов и смотрим какие-то закономерности, к примеру, что у этой группы встречается с большей вероятностью какой-то генетический вариант. Дальше мы этот вариант будем проверять на расширенной группе больных и здоровых людей. Чтобы это сделать, мы разрабатываем ПЦР-тест, который будет «смотреть» конкретно этот вариант из всего генома, есть он у человека или нет. Если это наследственные раковые синдромы, которые мы ищем, то выделяем ДНК из крови. Также есть тесты на соматические мутации, но здесь уже используется биопсийный материал опухоли, в основном речь идет о выборе терапии, например, таргетных препаратов.
Что это значит?
Сколько стоит сдать ПЦР-анализ
Доля светящихся микрообразцов в случае чипа — лунок пропорциональна концентрации искомой последовательности ДНК в исходном образце. Единственный минус для портативного чипа в том, что для подсчета лунок необходим микроскоп. Вдобавок ко всему авторы используют модификацию ПЦР , которая не требует температурных циклов, а проводится при постоянной температуре. Поэтому для работы чипа достаточно многоразовой солевой грелки. На обработку одного образца на чипе уходит всего полчаса, при этом все устройство умещается на ладони, и стоимость материалов для одной штуки не превышает десяти долларов. Пока он предназначен только для детекции ВИЧ и метициллин-устойчивого золотистого стафилококка MRSA , но в дальнейшем его, конечно, планируют приспособить и для других патогенов, например, вируса Эбола или малярийного плазмодия. Анна Образцова.
Помимо повышенной точности, чувствительности и быстроты, метод обеспечивает надежную оценку количества наработанного продукта. Он позволяет отслеживать зависимость между изначальным количеством целевой ДНК и количеством синтезированных в ходе реакций ампликонов — копий целевой ДНК [3]. Количество молекул ДНК, доступных в исходной смеси, определяет количество ампликона, генерируемого после заданного количества циклов ПЦР. Если в начале процесса ПЦР присутствует всего несколько молекул ДНК, то ампликонов будет синтезированно относительно мало.
Напротив, если исходных молекул большое количество, то и количество продукта будет выше. Эта особенность метода позволила ему стать одним из основных аналитических инструментов для анализа экспрессии генов при работе с матричной РНК, а также для оценки вирусной нагрузки клинического образца [5, 6]. ПЦР в реальном времени отслеживается благодаря графикам, отражающимся на мониторе подключенного к амплификатору ПК. График отображает кривую накопления продукта ПЦР. В течении первых циклов ПЦР идет наработка продукта, однако его количество, оцениваемое по интенсивности флуоресцентного излучения, не превышает базового уровня. Когда продукт начинает синтезироваться по экспоненте, то кривая на графике резко идет вверх. В этот период достигаются оптимальные условия проведения ПЦР — продукт нарабатывается, и ни один из реагентов не ингибирует прохождение реакции.
После каждого цикла получаем участок-мишень в двойном количестве. Спустя двадцать пять циклов ПЦР то есть менее чем через два часа имеем интересующий нас участок ДНК в количестве, в 225 раза превышающем исходное то есть мы амплифицировали его примерно в 34 миллиона раз.
Фактически на входе у нас получалась смесь из праймеров, матричной ДНК, фермента ДНК-полимеразы и свободных оснований А, Ц, Г и Т, количество специфического продукта реакции ограниченного праймерами растет экспоненциально, а количество «длинных» копий ДНК линейно, поэтому в продуктах реакции доминирует. Поэтому нужно было заново добавлять ее перед каждым из 25 циклов. Процедура проведения реакции была сравнительно неэффективной, требовала много времени и фермента полимеразы, а материал это весьма недешевый. К счастью, на помощь пришла матушка-природа. Это произошло потому, что данная температура является оптимальной для E. В природе встречаются микроорганизмы, чьи белки за миллионы лет естественного отбора стали более устойчивыми к действию высоких температур. Было предложено использовать ДНК-полимеразы из термофильных бактерий. Эти ферменты оказались термостабильными и были способны выдерживать множество циклов реакции. Их использование позволило упростить и автоматизировать проведение ПЦР.
Одна из первых термостабильных ДНК-полимераз была выделена из бактерии Thermus aquaticus, обитающей в горячих источниках Йеллоустонского национального парка, и названа Taq-полимеразой. ПЦР быстро превратилась в главную рабочую лошадку проекта «Геном человека». В общем, процесс не отличается от разработанного Муллисом, просто он был автоматизирован. Мы больше не зависели от толпы подслеповатых аспирантов, кропотливо переливающих капельки жидкости в пластиковые пробирки. В современных лабораториях, осуществляющих молекулярно-генетические исследования, эта работа выполняется на роботизированных конвейерах. ПЦР-роботы, занятые в столь масштабном проекте по секвенированию, как «Геном человека», неумолимо трудятся с огромными объемами термостойкой полимеразы.
Хронологическая последовательность ключевых открытий, которые послужили основой для создания технологии ПЦР. Сегодня, когда метод ПЦР стал неотъемлемой составляющей как биологических наук, так и медицины, практически невозможно представить, что потребовалось немало времени, прежде чем эта методика заслужила внимание специалистов. Между тем, это было именно так! И на то было две основных причины. Ученому пришлось изрядно потрудиться, чтобы убедить руководителей в исключительных перспективах разработанного им метода. Во-вторых, ПЦР-технология в том виде, в котором она была предложена Кэри Муллисом, требовала доработки. Из-за этого полимеразу приходилось добавлять после каждого цикла, что существенно увеличивало как стоимость реактивов, так и времязатраты экспериментатора. Этот недостаток удалось преодолеть в 1986 году, когда Муллис и его научная группа решили использовать Taq-полимеразу, обладающую термоустойчивостью. Были и другие трудности, но их все удалось преодолеть, и со временем ПЦР-технология заняла почетное место среди других успешно применяющихся технологий. Полимеразная цепная реакция: принцип работы Несмотря на революционное значение, принцип ПЦР основан на довольно базовых свойствах молекулы ДНК. Чтобы понять этот принцип, необходимо вспомнить, как устроена молекула ДНК и как осуществляется ее удвоение в клетке — репликация. ДНК представляет собой длинный полимер, состоящий из нуклеотидов — своего рода букв алфавита, — на котором записана вся генетическая информация о нашем организме. Только разных букв — нуклеотидов — в этом алфавите всего 4: аденин А , тимин Т , гуанин Г и цитозин Ц. Нуклеотиды в составе ДНК образуют две нити, которые комплементарно связаны между собой: нуклеотид А в одной цепи строго соответствует нуклеотиду Т в другой цепи, а Г соответствует Ц Рис. А: Строение молекулы ДНК. Б: Общая схема репликации ДНК в живой клетке. В результате такого кодирования обе цепи ДНК несут одинаковую информацию, хоть и записанную разными буквами.
ПЦР-диагностика
Сегодня, когда метод ПЦР стал неотъемлемой составляющей как биологических наук, так и медицины, практически невозможно представить, что потребовалось немало времени, прежде чем эта методика заслужила внимание специалистов. Между тем, это было именно так! И на то было две основных причины. Ученому пришлось изрядно потрудиться, чтобы убедить руководителей в исключительных перспективах разработанного им метода. Во-вторых, ПЦР-технология в том виде, в котором она была предложена Кэри Муллисом, требовала доработки. Из-за этого полимеразу приходилось добавлять после каждого цикла, что существенно увеличивало как стоимость реактивов, так и времязатраты экспериментатора. Этот недостаток удалось преодолеть в 1986 году, когда Муллис и его научная группа решили использовать Taq-полимеразу, обладающую термоустойчивостью. Были и другие трудности, но их все удалось преодолеть, и со временем ПЦР-технология заняла почетное место среди других успешно применяющихся технологий. Полимеразная цепная реакция: принцип работы Несмотря на революционное значение, принцип ПЦР основан на довольно базовых свойствах молекулы ДНК. Чтобы понять этот принцип, необходимо вспомнить, как устроена молекула ДНК и как осуществляется ее удвоение в клетке — репликация.
ДНК представляет собой длинный полимер, состоящий из нуклеотидов — своего рода букв алфавита, — на котором записана вся генетическая информация о нашем организме. Только разных букв — нуклеотидов — в этом алфавите всего 4: аденин А , тимин Т , гуанин Г и цитозин Ц. Нуклеотиды в составе ДНК образуют две нити, которые комплементарно связаны между собой: нуклеотид А в одной цепи строго соответствует нуклеотиду Т в другой цепи, а Г соответствует Ц Рис. А: Строение молекулы ДНК. Б: Общая схема репликации ДНК в живой клетке. В результате такого кодирования обе цепи ДНК несут одинаковую информацию, хоть и записанную разными буквами. Это имеет особенно важное значение для деления: обе дочерние клетки должны получить идентичную генетическую информацию.
Другой вариант — это отрицательный результат ПЦР при наличии даже явной клинической картины. Одна из наиболее возможных причин — материал для исследования был взят «не оттуда». Образец должен брать квалифицированный врач, строго следуя инструкции, которую ему дает лаборатория. Когда следует бежать в лабораторию, чтобы проанализировать итоги вашего летнего отпуска? Специалисты советуют делать это в следующих случаях: выделения, зуд, чувство жжения в области половых органов, резко изменившийся запах от половых органов, дискомфорт при мочеиспускании, необычный характер выделений цвет, количество, консистенция , случайный половой контакт без применения презерватива. Чаще всего его используют для диагностики именно заболеваний, передающихся половым путем. В этих случая обычно материалом для исследования является мазок. Например, мазок на хламидии у женщин берут из влагалища, у мужчин — из уретры. Для анализа биоматериалом могут быть и слюна, и кровь, и моча, и выделения половых органов. В любом случае нельзя ограничиваться только одним методом. Лучше всего комбинировать различные методы исследования — помимо определения самого возбудителя методом ПЦР необходимо оценивать и иммунный ответ организма, который определяется традиционными уже серологическими методами, например, ИФА. И помните: положительный ответ любого, даже самого современного лабораторного исследования — это повод не для паники, а для визита к врачу. Источники Ravichandran S. VB10, a new blood biomarker for differential diagnosis and recovery monitoring of acute viral and bacterial infections. Diagnostic concordance of clinical diagnosis, tissue culture, and histopathology testing for skin and soft tissue infections: A single-center retrospective study. Pre- and peroperative diagnosis of Cutibacterium acnes infections in shoulder surgery: A systematic review.
Хорошо возбуждается стандартным 488-нм лазером. Квантовый выход флуоресценции - около 0. Низкая специфичность детекции результатов ПЦР-РВ при использовании интеркалирующих красителей обусловлена тем, что флуореценция раствора вызывается накоплением любой двуцепочечной ДНК в реакционной смеси, в том числе и неспецифической! Следовательно, остается вероятность регистрации ложноположительного результата. Как работает ПЦР в реальном времени c использованием специфичных зондов?
Это бывает, если человек переболел, может быть, даже несколько недель или месяца полтора тому назад, но у него остались не целые вирусные частицы, а разрушенные части вируса. В том числе РНК его разрушенное. И делаем мазок из носо- и ротоглотки и обнаруживаем там РНК. И очень много таких случаев, на самом деле Антон Ершов Доктор медицинских наук, практикующий врач, профессор Он объяснил, что у разных людей с разной скоростью обновляются клетки слизистой оболочки носоглотки и ротоглотки, и у некоторых части погибшего SARS-Cov-2 сохраняются в верхних дыхательных путях по несколько недель.
Что такое ПЦР?
- ПЦР: что это за метод, для чего используется анализ | МРТ Эксперт
- Что вам необходимо сделать
- Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
- Преимущества метода ПЦР
- ПЦР: современные методики диагностики туберкулеза
- Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Особенности
Борьба с поддельными ПЦР-тестами разводит руками
| Сколько стоит сдать ПЦР-анализ | Анализ тестовых палочек от ПЦР-тестов на COVID в больнице в Словакии подтверждает геноцид. |
| Чем отличается ПЦР от антител на КОВИД тест | Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – это современный инструмент диагностики разнообразных инфекций, отличающийся высокой точностью. |
| Что такое анализ ПЦР и как его проводят | ПЦР-тест. Полимеразная цепная реакция – что это такое, какие заболевания выявляет, в чем преимущества и недостатки анализа и что значат его результаты – в материале РИА Новости. |