ПЦР — это полимеразная цепная реакция. Полимеразная цепная реакция (ПЦР, PCR) — это точный метод лабораторной диагностики, который используют для выявления возбудителей инфекционных заболеваний. ПЦР — полимеразная цепная реакция, способная обнаружить любой патоген в пробе, если там присутствует хотя бы малейшая его частица. Полимеразная цепная реакция – метод, позволяющий провести многократное увеличение (амплификацию) количества определенных молекул ДНК в анализируемом образце (в том числе в биологическом материале или чистой культуре).
Что представляет собой ПЦР
- ПЦР: сверхчувствительная диагностика инфекций
- Содержание
- Диагностика COVID-19: обзор основных методов
- ПЦР: что это такое? Диагностика инфекционных заболеваний методом полимеразной цепной реакции
Можно ли в реальности по ПЦР - тестам определить и доказать ковид-19
Распространяется информация, будто Кэри Муллис, создатель метода ПЦР, говорил, что его тест должен использоваться только в научных целях, а для диагностики не подходит, так как тест может давать ложноположительные результаты и показывать наличие вирусов, которых у человека на самом деле нет. Мы решили проверить, придерживался ли учёный на самом деле такого мнения. Спойлер для ЛЛ: этой фейк. Муллис во-первых не дожил до пандемии Covid-19, во-вторы— ни разу не опровергал эффективность теста при диагностике Контекст. О такой позиции американского исследователя пишет «Красная весна» , а также многочисленные псевдомедицинские сайты и форумы. В контексте критики ПЦР-тестирования на коронавирусную инфекцию ему приписывают фразу : «Делать же подобное на всей популяции — научная ересь.
Многим моим коллегам — клиницистам, учёным, одобряющим такие тесты, — должно быть стыдно! Это больше всего меня шокирует». ПЦР — полимеразная цепная реакция, способная обнаружить любой патоген в пробе, если там присутствует хотя бы малейшая его частица. Метод ПЦР-диагностики помогал врачам и до пандемии коронавирусной инфекции — его считают одним из наиболее чувствительных и точных тестов. Методом ПЦР выявляют многие инфекции, передающиеся половым путём хламидиоз, гонорею, герпес, гарднереллёз, ВПЧ, ВИЧ , проводят дифференциальную диагностику бактериальных и вирусных пневмоний в том числе коронавирусной пневмонии , определяют наличие респираторных инфекций, идентифицируют хеликобактер, используют для диагностики сальмонеллёза, дифтерии, вирусных гепатитов и цитомегаловирусной инфекции.
Кэри Муллис. Мальчик с детства отличался тягой к экспериментам — по его словам, в 14 лет он использовал смесь сахара с калийной селитрой, чтобы создать топливо для самодельной ракеты. Она успешно взлетела на целый километр, а её пассажир — вымазанный асбестом лягушонок спокойно вернулся живым из тропосферы на спроектированном Муллисом парашюте. В 60-е годы Муллис увлёкся экспериментами с галлюциногенами, в частности ЛСД , который тогда ещё не был под запретом.
Анализ крови на сахар определяет уровень глюкозы, считается, что это исследование должно проводиться в амбулаторных условиях всем пациентам старше сорока лет или в любом возрасте при подозрении на сахарный диабет. Иммунологическое исследование определяет иммунный статус организма, выявляет иммунодефицитные состояния. Показаниями к этому анализу могут стать частые или хронические, с затяжным течением инфекции, аллергические заболевания, предстоящая или уже произведенная трансплантация органов. Существуют и другие виды исследований крови на свертываемость, гормональный фон , позволяющие выявить нарушения в деятельности половых, эндокринных и других органов. ПЦР полимеразная цепная реакция, или ДНК- диагностика считается одним из самых современных и точных методов молекулярной диагностики различных инфекций, в том числе урологических и гинекологических заболеваний. Метод, разработанный чуть более двадцати лет назад, постоянно совершенствуется и обсуждается на страницах медицинских и биологических изданий, а открывший его основные принципы американский химик Кэри Б. Мюллис удостоен Нобелевской премии. Да потому, что этот метод позволяет выявлять фрагменты генов, присущие исключительно конкретной бактерии или вирусу. Возбудителя инфекции можно «увидеть», даже если в материале, полученном от больного, содержится лишь одна подозрительная клетка. Метод универсален тем, что для него годится любой, в том числе недоступный для других исследований материал: кровь, мазок, слизь, моча, сыворотка, эякулят, биоптаты тканей человека. Благодаря автоматизации и применению соответствующего оборудования методика может использоваться для большого числа пациентов. Она информативна и наиболее достоверна при обследовании на острые и хронические инфекции, в том числе передаваемые половым путем, позволяет выявлять такие заболевания, как хламидиоз, герпес, вирусные гепатиты, ВПЧ вирус папилломы человека , гонорея, ВИЧ, а также дизентерию, брюшной тиф, краснуху, туберкулез. Сразу после укуса клеща ПЦР поможет разобраться, произошло заражение энцефалитом или нет. Бывают случаи, когда нужно получить подтверждение эффективности проводимой терапии и степени излечения заболевания; в этом случае метод ДНК-диагностики просто незаменим. Еще одно его преимущество — быстрота. Результат обычно готов не позже, чем через двое суток после взятия материала, с учетом анализа данных и выдачи заключения. Безусловно, ПЦР-диагностика позволяет выявить минимальные концентрации возбудителей заболеваний, во много раз меньшие, чем при других видах исследований. Но в целом это сравнение некорректно, ведь выбор метода зависит от особенностей заболевания. Например, при токсоплазмозе лучше подойдет иммуноферментный метод. Где-то лучше использовать простой мазок. ПЦР стопроцентно информативен там, где достаточно обнаружить болезнетворный микроорганизм и доказать факт заболевания.
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. Некоторые ученые, работающие в проекте «Геном человека», были возмущены неоправданно высокими отчислениями, которые добавляет к стоимости расходных материалов владелец патента на ПЦР, европейский индустриально-фармацевтический гигант Hoffmann-LaRoche. Другим «движущим началом» стал сам метод секвенирования ДНК. Химическая основа этого метода в то время уже не была новинкой: Межгосударственный проект «Геном человека» HGP взял на вооружение тот же самый хитроумный метод, что еще в середине 1970-х годов разработал Фред Сенгер. Инновация же заключалась в масштабе и степени автоматизации, которых удалось достичь при секвенировании. Автоматическое секвенирование исходно разрабатывалось в лаборатории Ли Худа в Калифорнийском технологическом институте. Он заканчивал школу в штате Монтана и играл в американский футбол на позиции нападающего; благодаря Худу команда не раз выигрывала чемпионат штата. Навыки командного взаимодействия пригодились ему и в научной карьере.
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. Оборудование, используемое для ПЦР, стандартно, оно не зависит от того, что именно и где именно мы ищем. 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.
ПЦР-лабораторию уместили на микрочипе
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. Без ПЦР-теста на коронавирус по нынешним временам никуда. При такой диагностике ПЦР-тестов при любом вирусе мы получаем ложноположительный результат и везём пациента в стационар. Разобравшись, чем отличается тест ПЦР от антител на КОВИД, удастся облегчить диагностику коронавирусной инфекции, избежать лишних финансовых трат на несвоевременные или недостоверные обследования. ПЦР — полимеразная цепная реакция, способная обнаружить любой патоген в пробе, если там присутствует хотя бы малейшая его частица. это новый, усовершенствованный вид ПЦР с использованием метода флуоресценции (свечения).
Важные сведения об использовании продукции BIOplastics в ПЦР и Real Time ПЦР анализах
Но чтобы провести саму реакцию и получить результат, нужно еще специальное оборудование. Ограничения — как на любом производстве: реагенты и материалы, производственные мощности и должная культура производства — не надо объяснять, что будет, если чихнуть в пробирку, — плюс кадры. Каких объемов реально достигнуть — зависит от того, какие мощности будут задействованы: если, например, какие-то линии, которые сейчас производят ПЦР-тесты для других инфекционных заболеваний, волевым решением перебросить на SARS-CoV-2, производство возрастет. С ИФА диагностика была бы быстрее, дешевле? Или это вообще не имеет значения? 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.
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. Почему ПЦР диагностика обладает такой ценностью?
Однако, эти преимущества должны базироваться на непременном соблюдении следующих условий: корректный забор, транспортировка биологического материала; наличие стерильного, одноразового инструментария, специальных лабораторий и обученного персонала; строгое соблюдение методики и стерильности во время проведения анализа Чувствительность различается для различных выявляемых микробов. Возможности, заложенные в ПЦР-анализе, позволяют достичь непревзойденной аналитической специфичности. Это означает выявление именно того микроорганизма, который искали, а не похожего или близкородственного.
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. Для идентификации используют метод электрофореза или меченые «затравки».
После завершения одного цикла, процесс повторяется множество раз, обычно от 20 до 40 циклов, чтобы получить достаточное количество амплифицированной ДНК. Применение ПЦР в научных и медицинских исследованиях Идентификация генетических заболеваний ПЦР широко используется для идентификации генетических заболеваний. С помощью ПЦР можно обнаружить наличие или отсутствие конкретных мутаций в геноме пациента.
Это позволяет раннюю диагностику и предсказание риска развития заболевания. Определение родства и идентификация личности ПЦР может быть использован для определения родства и идентификации личности. С помощью ПЦР можно сравнивать генетические профили разных людей и определять, есть ли у них общие гены. Это может быть полезно в судебных исследованиях, расследовании преступлений и установлении родственных связей. Исследование генетической изменчивости ПЦР позволяет изучать генетическую изменчивость в популяциях. С помощью ПЦР можно анализировать полиморфизмы, то есть изменения в генетической последовательности, которые могут быть связаны с различными фенотипическими характеристиками. Это помогает ученым понять, как гены влияют на развитие различных болезней и физиологических процессов. Диагностика инфекций ПЦР используется для диагностики инфекций, таких как вирусные и бактериальные инфекции.
С помощью ПЦР можно обнаружить наличие патогенных микроорганизмов в образцах тканей или жидкостей, таких как кровь или моча. Это позволяет быстро и точно определить причину инфекции и выбрать наиболее эффективное лечение. Генетическое инженерное исследование ПЦР является неотъемлемой частью генетического инженерного исследования. С помощью ПЦР можно клонировать гены, создавать мутации в геноме, амплифицировать ДНК для последующего секвенирования и многое другое. Это позволяет ученым изучать функции генов, разрабатывать новые методы лечения и создавать генетически модифицированные организмы. Даже небольшое количество внешней ДНК может привести к ложным результатам. Поэтому необходимо строго соблюдать правила стерильности при проведении реакции ПЦР. Амплификация нежелательных фрагментов ПЦР может амплифицировать не только целевой ген или последовательность, но и другие нежелательные фрагменты ДНК.
Это может привести к ложным результатам или затруднить интерпретацию полученных данных. Для минимизации этой проблемы используются специфические праймеры и оптимизированные условия реакции. Для амплификации более длинных фрагментов требуется использование специальных методов, таких как длиннополимеразная цепная реакция Long PCR.
ПЦР-диагностика
это метод создания тысяч копий цепи ДНК. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) позволяет всего в течение нескольких часов обнаружить возбудителя инфекции, причем выявить можно даже 1-2 молекулы среди огромного количества. читайте в нашей статье. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) позволяет всего в течение нескольких часов обнаружить возбудителя инфекции, причем выявить можно даже 1-2 молекулы среди огромного количества. Разобравшись, чем отличается тест ПЦР от антител на КОВИД, удастся облегчить диагностику коронавирусной инфекции, избежать лишних финансовых трат на несвоевременные или недостоверные обследования. — первый русскоязычный информационно-аналитический портал о молекулярной диагностике и смежных областях науки и практики. |.
Можно ли в реальности по ПЦР - тестам определить и доказать ковид-19
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. это метод, используемый для увеличения количества конкретной ДНК-последовательности из небольшого образца. Трёхбуквенный вариант — это аббревиатура названия «полимеразная цепная реакция». Полимеразная цепная реакция (ПЦР) описывается как метод многократного "увеличения" (копирования) определенных последовательностей ДНК с помощью фермента ПЦР и искусственных нуклеотидов.