Система цифровой ПЦР D600 Digital PCR Analysis System — это прибор-моноблок, выполняющий в автоматическом режиме все стадии цифровой ПЦР — генерацию капель (микрореакторов) из реакционной смеси и нанесение их на реакционный планшет, термоциклирование. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, точность ПЦР-тестов на коронавирус, несмотря на их неоднозначную оценку, составляет 95%.
Вы точно человек?
ДНК-полимеразы. — первый русскоязычный информационно-аналитический портал о молекулярной диагностике и смежных областях науки и практики. |. ПЦР – полимеразная цепная реакция. — первый русскоязычный информационно-аналитический портал о молекулярной диагностике и смежных областях науки и практики. |. Введение При проведении такой высокочувствительной и при этом высокоспецифичной реакции, коей является полимеразная цепная реакция (ПЦР), иногда случаются как ложно-позитивные, так и ложно-негативные результаты, что представляет серьезную проблему.
Что такое ПЦР-анализ?
Этот механизм очень близок к тому, что предложил в 1984 году создатель ПЦР Кэри Муллис для своей методики. В связи с этим ему иногда приписывают первенство в изобретении технологии ПЦР. В 1977 году Фредерик Сенгер разработал метод определения нуклеотидной последовательности ДНК секвенирование по Сенгеру , который основан на достройке второй ДНК цепи мечеными нуклеотидами, что позволяет однозначно детектировать их порядок. Эти и другие открытия подготовили почву для того, чтобы в 1984 году Кэри Муллис предложил технологию, позволяющую специфически амплифицировать короткие ДНК-фрагменты в искусственных условиях — метод ПЦР. 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.
На постановку реакции нужно всего лишь несколько часов, то есть результат можно получить в течение дня. Диагностику заболевания в инкубационном периоде. Анализ определяет возбудителя, а не реакцию организма на него. Выходит, что можно поставить точный диагноз, когда болезнь еще никак себя не проявила. Для анализа подходит большинство разновидностей биоматериала — слизь, моча, кровь, сыворотка, мокрота, эякулят, соскоб эпителиальных клеток, гной, жидкости из абсцессов. Особенности применения ПЦР-теста Метод используют везде, где нужен быстрый, точный и надежный результат.
Возбудители многих инфекций имеют несколько штаммов, поэтому точная диагностика гарантирует и эффективность лечения. Анализ проверен временем, тщательно апробирован клинически, поэтому его часто назначают в качестве дополнительного обследования, чтобы выявить определенный тип вируса или микроба. Кроме медицины метод нашел применение в генетике, криминалистике, археологии. ПЦР-диагностика играет ведущую роль в выявлении неврологических и урологических заболеваний. Использование передовых технологий позволяет: определить причины острых уретритов — берут соскоб клеток из мочеиспускательного каналы у мужчины или женщины, влагалища, цервикального канала; диагностировать циститы, особенно хронические — через мочу или соскоб из шейки мочевого пузыря; тщательно обследовать простатит — берется секрет простаты; определить воспалительные заболевания головки полового члена и крайней плоти — соскоб клеток высыпаний; диагностировать ряд кожных патологий. В гинекологии ПЦР-анализы — обязательная диагностическая процедура, входящая в профиль обследований различных женских патологий.
Такой зонд "отжигается" комплементарно соединяется с ДНК на участке ампликона меджу прямым и обратным праймером. На разных концах зонда расположены флуорофор и тушитель флуоресценции этого красителя. Когда флуорофор и тушитель связаны с олигонуклеотидным зондом, наблюдается лишь незначительная флуоресцентная эмиссия. Таким образом, в случае если используемые праймеры "отожгутся" на неспецифических участках с образованием в ходе ПЦР-РВ "нецелевого" продукта, то его последовательность не будет иметь участок, комплементарный гибридизационному зонду и, соответственно, "нецелевые" ампликоны не будут регистрироваться как целевые. При этом для такого варианта ПЦР-РВ можно одновременно использовать несколько видов красителей и гасителей их флуоресценции с неперекрывающими спектрами излучения.
В связи с широкой распространенностью данной диагностической методики, у пациентов часто возникает вопрос: ПЦР анализ — что это такое? Цена анализа относительно не высокая, несмотря на то, что процедура позволяет получить достоверный результат. Анализ крови ПЦР — что это такое? Полимеразная цепная реакция представляет собой исследование, суть которого заключается в проведении амплификации множественное копирование генетического материала инфекционного агента. Оно необходимо для последующей идентификации генома и видовой принадлежности микроорганизмов.
Выберите любимую аптеку
- ПЦР - полимеразная цепная реакция и ПЦР с обратной транскрипцией
- Сколько стоит сдать ПЦР-анализ
- Создана тест-система для диагностики кори - Российская газета
- Ложноположительный ПЦР: Почему так бывает?
- Суть метода ПЦР
- Публикации
ПЦР в реальном времени
Если продолжать сравнение, то игла — это небольшой участок генетического материала микроорганизма, а стог сена — это организм человека, в котором данный микроорганизм поселился. Что показывает анализ ПЦР Анализ позволяет обнаружить присутствие генетического материала инфекционных возбудителей. ПЦР в гинекологии и в урологии широко применяется для выявления скрытых и труднодиагностируемых инфекций. Принцип работы За генетическую информацию в живом организме любого размера отвечает ДНК — двухспиральная дезоксирибонуклеиновая кислота, состоящая из последовательности четырех нуклеотидов, которые принято обозначать буквами А аденин , Г гуанин , Т тимидин и Ц цитозин. Одно из основных правил генетики — правило комплементарности, то есть нуклеотиды соседних спиралей ДНК соединяются только в определеном порядке: А с Т, Г с Ц, и никак иначе. Рисунок 1. Схема трех стадий полимеразной цепной реакции.
Некоторые виды микроорганизмов, например, вирус иммунодефицита человека, хранят генетическую информацию в другой нуклеиновой кислоте — РНК, но и её фрагменты можно находить с помощью ПЦР. Именно на обнаружении этого небольшого, но уникального для каждого отдельного организма участка и построен принцип ПЦР. Для каждого возбудителя создан свой специфический генетический детектор, эталонный фрагмент ДНК, который по принципу комплементарности точно обнаруживает «свой» фрагмент ДНК и запускает реакцию создания огромного количества его копий. Один цикл ПЦР длится около трёх минут, количество копий растёт в геометрической прогрессии. Таким образом, за несколько часов количество фрагментов увеличивается в несколько миллиардов раз. Понятно, что теперь определить, какой возбудитель у данной конкретной инфекции, достаточно легко.
Достоинства Теория — это, безусловно, замечательно, но что мы имеем на выходе? Какую практическую выгоду получает человек, когда отправляется на поиски вредоносных микроорганизмов, вооруженный ПЦР? Безусловно, одно из главных достоинств — это универсальность метода.
Исследователи протестировали свой способ на 1082 образцах, взятых у участников клинических исследований в Великобритании и Бразилии, и сравнили с результатами секвенирования образцов 1771 пациента.
Разработчики подчеркивают, что их метод легко модифицировать для выявления новых, пока еще неизвестных вариантов SARS-CoV-2. Вместе с этим в ВОЗ подчеркивают, что на результаты тестирования влияет очень много факторов: подготовлен ли пациент к сдаче анализа, проверена ли тест-система в конкретной лаборатории. Условия транспортировки, хранения, забора биоматериалов тоже очень важны. Проект стартовал два года назад с прицелом на грипп, но когда пришел Covid-19, его быстро перепрофилировали.
Технология производства нейлоновых нитей без использования клея позволила российской компании создать гипоаллергенный материал для наконечника зонда. Мягкие и эластичные ворсинки позволяют бережно провести забор биоматериала, не повреждая слизистую носоглотки и ротоглотки. В апреле этого года медицинское изделие получило регистрационное удостоверение Росздравнадзора. Пока проект реализуется в формате контрактного производства.
Американская производственная компания OPT Industries использовала методы вычислительного проектирования для создания медицинского зонда InstaSwab. Он изготовлен из точно сконструированных полимерных волокон, каждый из которых тоньше человеческого волоса. Волокна расположены в виде узоров, которые позволяют тампону трансформироваться, скручиваться и расширяться больше, чем традиционные хлопковые или нейлоновые тампоны.
Петрова, кандидатом технических наук, биоинформатиком. Петрова вы занимаетесь синтезом праймеров для ПЦР-тестов. 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.
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. Для идентификации используют метод электрофореза или меченые «затравки». При использовании электрофореза полученные нити ДНК разделяются по размерам, и наличие фрагментов ДНК разной длины свидетельствует о положительном результате анализа то есть о наличии того или иного вируса, бактерии и т. При использовании меченых «затравок», к конечному продукту реакции добавляют хромоген краситель , вследствие чего ферментативная реакция сопровождается образованием окраски. Развитие окраски прямо свидетельствует, что вирус или другой выявляемый агент присутствуют в исходной пробе.
На сегодняшний день, используя меченые «затравки», а также соответствующее программное обеспечение, можно производить сразу и «чтение» результатов ПЦР. Это так называемаяreal-time ПЦР.
ПЦР-тестирование: как работает метод ПЦР в диагностике
Он распространяется при кашле и чихании, тесных личных контактах. Корь опасна своими осложнениями. Чаще всего они развиваются у детей в возрасте до пяти лет или у взрослых людей старше 30 лет. Самые серьезные осложнения включают слепоту, энцефалит инфекцию, приводящую к отеку головного мозга , тяжелую диарею и связанную с ней дегидратацию обезвоживание организма , ушные инфекции и тяжелые инфекции дыхательных путей, такие как пневмония. Осложнения могут приводить к летальным исходам.
В 1971 г. Клеппе с соавторами определили состав реакционной смеси, и принципы использования ДНК-праймеров для получения новых копий ДНК.
Однако, из-за технологической сложности искусственного синтеза праймеров и нестабильности реакции, метод ПЦР было невозможно использовать на практике в полной мере. В 1975 г. Брок и Х. Фриз открыли Thermusaquaticus грамотрицательную палочковидную экстремально термофильную бактерию. А в 1976 г. В 1983—1984 гг.
Мюллисом был проведен ряд экспериментов по разработке ПЦР. Ученый первый начал использовать вместо ДНК-полимеразы устойчивую к высоким температурам Taq-полимеразу, что позволило ускорить работу по разработке полимеразной цепной реакции. Кроме того, К. Мюллисом в соавторстве с Ф. Фалуном был разработан алгоритм циклических изменений температуры в ходе ПЦР. Открытие метода ПЦР стало одним из наиболее выдающихся событий в области молекулярной биологии за последние десятилетия.
Метод продолжает развиваться, появляются новые модификации, но мы предлагаем рассмотреть методику проведения классической ПЦР. Методика полимеразной цепной реакции Метод постановки ПЦР требует наличия в реакционной смеси ряда основных компонентов: праймеры, Taq-полимераза, смесь дезоксинуклеотидтрифосфатов, буфер, анализируемый образец. Праймеры — искусственно синтезируемые олигонуклеотиды, как правило, размером от 15 до 30 нуклеотидов, которые идентичны соответствующим участкам ДНК-мишени. Играют ключевую роль в амплификации, образуя продукты реакции. Для полимеразной цепной реакции последовательности праймеров очень важны, потому что реакционный цикл имеет определенные величины температур, используемые на этапах нагрева и охлаждения. Кроме того, большой избыток праймеров в реакционной смеси ПЦР приводит к тому, что они с большей вероятностью сталкиваются с частично комплементарным праймером, чем с полностью комплементарной ДНК матрицой.
Таким образом, следует избегать комплементарностипраймеров друг другу. Этот фермент довольно часто используется при проведении стандартной ПЦР. Таким образом, она может оставаться активной после каждого из шагов денатурации. Для оптимального включения оснований в синтезируемую цепь ДНК их обычно добавляют к реакционной смеси ПЦР в эквимолярных количествах. Как правило, конечная концентрация каждого дезоксинуклеозидтрифосфата составляет 0,2 мМ. Буфер — смесь катионов и анионов используемая в определенной концентрации, обеспечивающая оптимальные условия для реакции, а также стабильное значение рН.
Значение рН буфера колеблется от 8,0 до 9,5 и стабилизируется Трис-HCl. Одним из компонентов буфера Taq-полимеразы является ион калия KCl , который способствует отжигу праймеров.
За подробностями лучше обратиться к специалистам в области молекулярной диагностики. Для ПЦР-тестов характерна высокая чувствительность.
В их основе лежит амплификация нуклеиновой кислоты, то есть даже при малом количестве копий в образце можно получить хороший сигнал. Кроме того, для разработки таких тестов нужен, по большому счету, только геном вируса или часть генома... То есть для того, чтобы начать их разработку, не нужно было никаких образцов, хватило журнальной публикации и специалистов, способных быстро разработать технологию. В том и прелесть ПЦР-теста, что для него достаточно генома вируса.
Зимой, как только первый геном был опубликован, специалисты во всех странах начали заказывать синтез генетического материала nCoV-19. Зная нуклеотидную последовательность генома, в лаборатории можно получить участок этого генома и дальше экспериментировать уже с ним. В частности, проверить чувствительность и специфичность теста, используя вместо клинических образцов растворы ДНК. В январе у ученых большинства стран вообще и не было другого выхода, настоящие пациенты имелись только в Китае.
К такому методу могут быть претензии. Например, если чувствительность теста проверяется по растворам кДНК, не учитываются потери при обратной транскрипции. Тут разные другие тонкости. Но в целом ученые сработали очень оперативно.
ПЦР полимеразная цепная реакция — это метод тестирования, который способен находить генетический материал вируса непосредственно в крови пациента, слюне или любой другой жидкости, изобретенный в 1983 году американским биохимиком Кэрри Муллисом. Он основан на многократном копировании амплификации определенных участков вирусной ДНК в лабораторных условиях. По факту, чтобы «засечь» вирус в организме, с помощью специального фермента, собирающего из нуклеотидов по образцу вирусной ДНК ее копию, ученые дублируют фрагменты генетического материала вируса, пока их число не станет настолько большим, что будет возможно зафиксировать его присутствие с помощью флуоресцентных меток.
ПЦР за несколько часов может избирательно увеличить в количестве единственную молекулу ДНК до нескольких миллионов копий, что революционизировало как молекулярную диагностику, так и молекулярный анализ генетических болезней. ПЦР — ферментативное «умножение» или амплификация фрагмента ДНК, расположенного между двумя олигонуклеотидами, так называемыми праймерами. Праймеры разрабатывают таким образом, что первый комплементарен одной нити молекулы ДНК с одной стороны целевой последовательности, а второй — другой нити противоположной стороны этой же последовательности. Затем, используя последовательность между праймерами как шаблон, с помощью ДНК-полимеразы синтезируются две новые нити ДНК. Вновь синтезированные комплементарные нити ДНК формируют следующую копию исходной целевой последовательности.
Регулярные циклы тепловой денатурации, гибридизации праймеров и ферментативного синтеза ДНК приводят к экспоненциальному росту 2, 4, 8,16, 32,... В результате количество копий участка ДНК между праймерами будет увеличиваться до тех пор, пока не израсходуются субстраты реакции праймеры и нуклеотиды.
ПЦР: метод, который слишком хорош
Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — высокоточный метод диагностики заболеваний, основанный на копировании ДНК или РНК патогена в пробе. ПЦР расшифровывается как «полимеразная цепная реакция». ПЦР расшифровывается как полимеразная цепная реакция. Данная реакция обеспечивает многократное воспроизводство определённых участков ДНК. ПЦР расшифровывается как «полимеразная цепная реакция». ПЦР (полимеразная цепная реакция) – метод, который позволяет выявить присутствие вируса в организме.
Сколько стоит сдать ПЦР-анализ
ДНК-полимераза, направляющая сила полимеразной цепной реакции Вверху слева: фермент полимераза за работой, строительство комплементарной цепочки ДНК, свивающейся в двойную спираль. А взялся он из Большого Фонтана, знаменитого гейзера в Йеллоустонском национальном парке. У Муллиса оставалась нерешенной проблема: полимераза, копирующая ДНК — это часть бактерии. При нагревании выходит из строя и полимераза. Поэтому после каждой процедуры удвоения фрагмента ДНК приходилось открывать пробирку, охлаждать смесь и капать в неё свежий фермент. Корпорация «Ситес» бросила целый отдел на изыскание полимеразы, устойчивой к высокой температуре. Вспомнили о термофильной палочке Thermus aquaticus, открытой в гейзере 15 годами ранее. Правда, при температуре выше 80 она погибает, но фермент более получаса не теряет активности при 95 градусах. Эта полимераза не портится при каждом цикле нагревания-охлаждения-нагревания: её можно поместить в пробирку до начала реакции, закрыть в амплификаторе наглухо и предоставить остальное автоматике. Однажды Муллису позвонил его бывший научный руководитель Джо Нейландс и сказал, что если Кэри хотя бы на время придержит язык и перестанет распространяться насчёт ВИЧ, ему в ближайшее время присудят Нобелевскую премию по химии.
Так и случилось. Не без замирания сердца ждали члены комитета это выступление. А ну как он примется сводить счёты с бывшими работодателями, или что-нибудь антинаучное ляпнет про СПИД. Но Кэри Муллис вышел на трибуну совсем с иной целью. Сначала насмешил аудиторию. В ход пошли космический лягушонок, «Эврика» на дороге, ведёрко пино нуар. Перед объяснением сути своего открытия лауреат просил прощения за то, что «сейчас будет сложновато». Но сложного ничего не было. Рассказ летел как на крыльях; всё с юмором, и даже первая неудача была забавна.
Когда же дошло до первого успеха, голос Кэри дрогнул. Провал 9-10 сентября не смутил Муллиса, потому что померк на фоне проблем в личной жизни. Дженнифер больше не любила его. В декабре, чтобы не встречать вместе Рождество, она взяла отпуск и улетела к матери на Восточное побережье. Это был окончательный разрыв. Видя горе Муллиса, его новый сотрудник, молодой математик Фред Фалуна, помог во внеурочное время наладить «железо» и софт для нового эксперимента. И вот им удалось размножить в 1024 экземплярах фрагмент хорошо известной плазмиды pBR322, которая кодирует устойчивость кишечной палочки к антибиотикам. Исторический опыт 16 декабря 1983 года пришёлся на день рождения Синтии, третьей жены Муллиса. Это она когда-то поощряла его литературные опыты, и родила от него двух прекрасных сыновей.
Как получилось, что он оставил подругу юности ради взбалмошной женщины, с которой два года прошли в непрерывном выяснении отношений? В тот день Кэри Муллис понял, что такое трагедия. Это тяжёлое личное переживание, с которым ты остался один на один. Муллис решил зайти в гости к Фреду и что-нибудь вместе приготовить, устроить вечеринку. На том Нобелевская лекция и заканчивается. Вот её последние слова: «У меня подкашивались ноги, когда я вышел и направился к своей серебристой Хонде Сивик, которая всегда безотказно заводилась. Мне было одиноко». Как сказал Муллис, в головном мозге существует особый центр, отвечающий за ностальгию по бывшим. С годами центр этот постепенно разрастается, его влияние становится всё сильней, и ты незаметно для себя переходишь с рок-н-ролла на кантри.
Кэри Бэнкс Муллис со своей нынешней женой Нэнси.
ПЦР или, иначе, полимеразная цепная реакция — это современный высокоинформативный метод молекулярно-генетической диагностики, активно применяемый для выявления у человека различных инфекционных и наследственных заболеваний. Официальной датой изобретения этого метода диагностики считают 1983 год, а «родителем» - американского биохимика Кэри Муллиса. Он хотел создать метод, благодаря которому можно было бы амплифицировать ДНК увеличивать число её копий в ходе многократных последовательных удвоений исходной молекулы ДНК с помощью фермента ДНК-полимеразы.
Это событие стало поистине революционным и оказало в последующем серьёзное влияние на развитие молекулярной биологии, генетики и медицины. Подтверждение этому - Нобелевская премия в области химии, которой был удостоен К.
Обычно за 1 - 2 часа при наличии вирусной ДНК ее становится столько, что не заметить ее, даже при стандартном методе обнаружения становится просто нереально. Схематично, это выглядит так: Подведём итог: каждый цикл ПЦР состоит из трех стадий. В первую стадию денатурация происходит так называемое раскручивание ДНК — то есть разделение связанных между собой двух цепей ДНК. Во вторую отжиг - происходит присоединение праймера к участку нити ДНК.
И, наконец, в заключительной третьей стадии, "фермент-строитель" достраивает нити, восстанавливая ДНК. В настоящее время весь этот сложный процесс протекает в одной пробирке и состоит из повторяющихся циклов размножения амплификаций определяемой ДНК с целью получения большого количества копий, которые могут быть, затем выявлены обычными методами. То есть из одной нити ДНК мы получаем сотни тысяч или миллионы копий. Поначалу для каждой стадии использовали отдельную водяную баню, что сильно увеличивало время получения результата. Поставить "на поток" метод помогли специальные автоматические термостаты - амплификаторы, в которых изменение температуры происходит по заданной программе. Современный амплификатор — сложный электронный прибор, не только управляющий циклами амплификации и поддерживающий необходимые температуры, но и делающий количественные замеры после каждого цикла.
В её основе лежит принцип флуоресцентной детекции продуктов ПЦР непосредственно в ходе амплификации. Детекция продуктов амплификации проводится прямо в реакционной среде через стенки или крышку закрытой пробирки. Для этого в состав реакционной смеси, наряду с праймерами и другими компонентами реакции, добавлены специальные флуоресцентные метки зонды. Флуоресцентный зонд выполнен по той же технологии, что и праймер и отличается он него тем, что на одном его конце прикреплена флуоресцентная молекула флуорофор , а на другом конце расположена специальная молекула-гаситель флуоресценции. За счёт близости гасителя, энергия поглощаемая флуорофором не вызывает флуоресцентного свечения, а целиком передаётся гасителю. При этом, при облучении смеси ультрафиолетом, флуоресцентный отклик полностью отсутствует.
Дальше всё происходит, так же, как было описано выше: В ходе ПЦР при повышении температуры происходит денатурация ДНК с распадом на две половинки. Зонд вместе с праймерами присоединяется к комплементарному участку ДНК. При этом флуорофор и гаситель освобождаются, расстояние между ними увеличивается и эффект гашения перестаёт работать. Теперь при облучении смеси ультрафиолетом, мы получим устойчивый флуоресцентный сигнал-отклик от флуорофора. Изготавливая молекулы флуорофора с разным цветом свечения можно проводить одновременный поиск разных возбудителей в одной пробирке. Большинство используемых сегодня, для ПЦР диагностики, амплификаторов , относится к классу автоматических, высокоскоростных многофункциональных Real Time аппаратов.
Они позволяют проводить множественный ПЦР анализ до 5 мишеней цветных флуоресцентных красителей в 96 пробирках одновременно. Это полностью автоматические термоциклеры со встроенным оптическим блоком и возможностью детекции накопления продуктов амплификации непосредственно в пробирке во время протекания реакции.
Чтобы избежать подобных рисков, надежнее обращаться в медицинские лаборатории с хорошей репутацией.
Причина 5: степень точности чувствительности и специфичности тест-системы - В разных лабораториях используют различные тест-системы для выявления возбудителя COVID-19, в России их зарегистрировано несколько десятков, - рассказывает Николай Крючков. Специфичность означает, что тест должен хорошо распознавать именно SARS-CoV-2 и отличать его от родственных коронавирусов, вызывающих сезонные простуды иначе есть риск ложноположительного результата. Самостоятельно разобраться в особенностях тест-системы невозможно, поэтому общий совет эксперта - опять же ориентироваться на репутацию медицинской лаборатории.
Крупные сетевые коммерческие и гослаборатории, как правило, используют тест-системы с оптимальными свойствами, позволяющими получить наиболее достоверный результат, отмечает специалист. В кабинете до меня могло побывать немало людей с ковидом, на время забора мазков придется снимать маску, насколько велик риск заразиться? Однако и вы, и те, кто был до вас, снимают маску на считанные доли минуты.
Медицинский персонал носит маски и перчатки. Помещения подвергаются антисептической обработке. Подхватить за столь короткое время достаточную для заражения дозу коронавирусной инфекции крайне маловероятно.
Похожие статьи
- ПЦР анализ: что это такое? На какие 12 инфекций сдается?
- Что такое анализ ПЦР?
- ПЦР: что это такое? Диагностика инфекционных заболеваний методом полимеразной цепной реакции
- ПЦР в реальном времени
- Похожие статьи
- Азбука жизни. Зачем в онкологии нужны ПЦР-тесты и какую информацию о болезни хранит в себе ДНК
Риск получения ошибочного результата
- ПЦР - полимеразная цепная реакция и ПЦР с обратной транскрипцией
- Капельная цифровая ПЦР (ddPCR) - RAINSURE SCIENTIFIC
- Конспирология: «Через ПЦР-тест вживляют чипы и вставляют наноботов» - StopFake!
- Цепная реакция. Как работают тесты на коронавирус?
- Преимущества ПЦР-диагностики
- Что такое ПЦР-анализ?
«Вероятность обнаружить вирус снижается». Когда нужно сдавать ПЦР-тест
| Чем отличается ПЦР от антител на КОВИД тест | На данный момент существует два способа определения мутации: методом ПЦР (полимеразная цепная реакция) и NGS (метод секвенирования нового поколения). |
| Частные лаборатории начали выполнять ПЦР-тесты на корь - Ведомости | Полимеразная цепная реакция — это молекулярный метод, имитирующий процесс репликации дезоксирибонуклеиновой кислоты для амплификации определенных сегментов ДНК in vitro. |
| Полимеразная цепная реакция (ПЦР). Особенности | Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – наиболее информативный, точный и современный метод диагностики инфекционных заболеваний, позволяющий обнаружить возбудителя в организме пациента, даже если количество вредоносных клеток исчисляется единицами. |
Цепная реакция: топ-инноваций на рынке тестирования методом ПЦР
| Ложноположительный ПЦР: Почему так бывает? | На каждом бланке результата ПЦР-теста на COVID-19 размещен QR-код. |
| ПЦР: метод тестирования, который слишком недооценен | MedAboutMe | Метод ПЦР в реальном времени может быть использован для быстрого и эффективного анализа однонуклеотидных полиморфизмов, связанных с развитием миомы матки. |
ПЦР в реальном времени
Новости рынка полимеразной цепной реакции (ПЦР). Ноябрь 2022 г. Cepheid запустила Xpert Xpress MVP, мультиплексный ПЦР-тест, который выявляет ДНК организмов, связанных с тремя различными состояниями бактериальным вагинозом (БВ). Анализ тестовых палочек от ПЦР-тестов на COVID в больнице в Словакии подтверждает геноцид. При этом система не уступает ПЦР в чувствительности и может детектировать единицы геномных эквивалентов.
Азбука жизни. Зачем в онкологии нужны ПЦР-тесты и какую информацию о болезни хранит в себе ДНК
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.
Поэтому перед делением клетки происходит репликация — молекула ДНК разделяется на две материнские нити, и на них, как на матрице, комплементарно достраиваются новые дочерние нити ДНК. В результате происходит удвоение генетического материала Рис. При ПЦР для инициации синтеза дочерней цепи используют праймеры — короткие 18-25 пар нуклеотидов, п. ДНК-фрагменты, комплементарные началу материнской цепи. Присоединение праймеров позволяет ДНК-полимеразе сесть на образовавшийся двухцепочечный фрагмент и продолжить синтез до достижения терминирующего триплета или до прекращения поддержания оптимальных для репликации условий.
Как правило, порядка 10 тысяч п.
Поэтому при постановке диагноза следует прежде всего учитывать симптомы и характер поражения легких. Об этом свидетельствуют результаты исследования международной группы ученых, которое прошло под руководством специалистов Сеченовского университета.
Соответствующая научная статья опубликована в журнале Clinical Infectious Diseases. Ученые сравнили течение COVID-19 у двух групп пациентов — с положительным результатом теста и с характерными симптомами, но без лабораторного подтверждения инфекции. Авторы изучили истории болезни 3480 человек, поступивших в больницы Сеченовского университета в апреле и мае.
На первом этапе реакции надо разъединить двойную нить ДНК. Этот процесс называется денатурацией и проходит при температуре 93 - 95 градусов Цельсия. Уже через 30 - 40 секунд связи нуклеотидов разрываются и вместо двойной цепи получаются две одиночные. Надо заметить, что если после этого, снова, просто понизить температуру, то разделившиеся половинки достаточно быстро находят друг друга и всё возвращается, практически, к исходному состоянию. Следовательно, нам надо не дать соединиться половинкам интересующей нас ДНК.
Как этому помешать? Тогда, место на половинке-основании окажется занято, при попытке присоединения, свойство комплементарности окажется нарушено, и вторая половинка не сможет прицепиться на своё "законное" место. Это "что-то" названное праймером, синтезируется в научной или промышленной лаборатории и представляет собой цепочку синтетических нуклеотидов олигонуклеотидов , расположенных в таком же порядке, как и у того вируса бактерии и так далее , на который делается анализ. Например, если делают анализ на хламидии, то праймер соответствует специфическому участку гена, кодирующего главный белок наружной мембраны МОМР Chlamydia trachomatis. Итак, вторая стадия - присоединение праймеров к ДНК также называется отжигом длится от 20 до 60 секунд.
Температура отжига равна 50 - 65 градусам для каждого вида возбудителей, то есть для каждого праймера, она своя. На этом этапе мы уже разделили ДНК на две половинки и не даём им соединиться. Теперь самое время достроить каждую половинку до полноценной ДНК. Но температура, при которой это должно произойти, очень высока, по меркам молекулярной биологии — более 70 градусов выше температуры отжига. Проблема была решена благодаря открытию уникального фермента taq-ДНК-полимеразы, содержащегося у бактерий, обитающих в гейзерах.
Особенность этого фермента заключается в его исключительной термостойкости период полужизни при 95 градусах составляет 40 минут и высокой рабочей температуре — оптимум работы 72градуса. В клетках, фермент ДНК-полимеразы отвечает за копирование и "ремонт" ДНК и способен удлинять короткие нуклеотидные цепочки праймеров, последовательно присоединяя к одному из концов праймера дополнительные нуклеотиды, таким образом, достраивая цепь до конца. Так ДНК копирует саму себя. Третий этап - достраивание цепей ДНК. Комплементарное достраивание цепей ДНК происходит от конца к концу цепи в противоположных направлениях, начиная с участков присоединения праймеров.
Материалом для синтеза новых цепей ДНК служат добавляемые в раствор "кирпичики" - все те же производные аденина, гуанина, цитозина и тимина. Процесс синтеза катализируется ферментом термостабильной ДНК-полимеразой Taq-полимеразой и проходит при температуре 70 - 72 градуса. Время протекания синтеза зависит от длины достраиваемого фрагмента и обычно принимается равным одной минуте на каждую тысячу пар оснований. Теперь мы имеем две двойные цепочки ДНК вместо одной, исходной.
Изобретатель писал, что «галлюциногены и психоделики помогли ему сделать самое главное открытие» — создать ПЦР. Будучи аспирантом, Муллис занялся космологическими теориями, в частности написал псевдонаучную статью о том, что «время для наблюдателей с Земли и для наблюдателя за пределами сферы, испускающей реликтовое излучение, должно течь в разные стороны». Удивительно, но статью приняли и напечатали в журнале Nature. По предположению самого Кэри Муллиса, редакции журнала должно быть до сих пор стыдно. С определённой долей допущения можно сказать, что открытие ПЦР было непреднамеренным.
Муллиса поставили перед необходимостью уволить четырёх из семи сотрудников лаборатории, в которой он работал. Он размышлял над тем, как оптимизировать и улучшить процесс, который позволил бы не расставаться с ценными кадрами. Так он пришёл к мысли, что дорогую и долгую процедуру диагностики патологий плода нужно упростить. Существовавшая технология заключалась в том, что выделенная ДНК плода подсаживалась в яйцеклетку мыши, а уже появившийся на свет мышонок анализировался на предмет тяжёлых патологий. Муллис решил, что можно обойтись без мыши. Он изобрёл способ расплетать ДНК и способ её копировать необходимое для получения достаточного объёма вещества количество раз. Интересно, что отправленная в Nature статья об изобретении метода ПЦР не была принята журналом. В итоге статья не сразу, но была принята и напечатана в Science , а уже в 1993 году Кэри Муллис получил Нобелевскую премию по химии за открытие полимеразной цепной реакции. Интересно отметить, что наряду с карьерой учёного Кэри Муллис рассматривал карьеру писателя.
Позже на своём сайте он весьма красочно описал тот момент, когда ему пришла в голову идея ПЦР: «Калифорнийские каштаны протянули свои тяжёлые цветы в сторону шоссе 128.
Что такое ПЦР
| «Вероятность обнаружить вирус снижается». Когда нужно сдавать ПЦР-тест | ПЦР (полимеразная цепная реакция) – это метод, используемый в биохимии и молекулярной биологии для увеличения количества определенного фрагмента ДНК. |
| Азбука жизни. Зачем в онкологии нужны ПЦР-тесты и какую информацию о болезни хранит в себе ДНК | Во время полимеразной цепной реакции кусочек чужеродного генетического материала из образца при помощи особого белка-фермента размножают много-много раз. |