Полимеразная цепная реакция. Экспресс-диагностика в виде ПЦР-тестирования коревой инфекции в течение 1–2 дней должна быть доступна во всех лабораториях, считает Тимаков. Во время полимеразной цепной реакции кусочек чужеродного генетического материала из образца при помощи особого белка-фермента размножают много-много раз. Информационно-аналитический портал о молекулярной диагностике и смежных областях науки и практики: молекулярной биологии и медицине.
Содержание
- Полимеразная цепная реакция
- ПЦР-лабораторию уместили на микрочипе
- ПЦР анализ 12: что это такое? Подготовка и сдача анализа, расшифровка результатов
- Как работают тесты на коронавирус и кто их сейчас создает
- Тест на антитела к COVID-19
«Вероятность обнаружить вирус снижается». Когда нужно сдавать ПЦР-тест
Например, наш ген, определяющий выработку инсулина, состоит из 60 пар нуклеотидов. Но всё дело в том, что половинки не могут соединяться, как попало, а только особыми "комплементарными" парами. Комплементарность — это точное взаимное соответствие и взаимное дополнение. Если хотите - единство противоположностей! Нуклеотиды обладают свойством комплементарности, то есть сцепляться друг с другом могут только нуклеотиды, входящие в одну комплементарную пару. Никакие другие связи в природе не возможны. Это весьма напоминает поведение магнитов, когда южный полюс легко сцепляется с северным, а попытки соединить юг с югом и север с севером обречены на провал… Здесь тоже самое, только полюсов не два, а четыре попробуйте это себе представить. Свойство комплементарности - ключевое в методе ПЦР. Комплементарными являются пары Тимин - Аденин и Гуанин — Цитозин. Практически это означает, что напротив аденина A в одной цепочке ДНК, в другой цепочке обязательно стоит тимин T , а напротив гуанина G — цитозин C. Схематически всё это выглядит следующим образом: Кроме ДНК, точно такую же структуру имеет РНК рибонуклеиновая кислота , отличающаяся от ДНК тем, что вместо тимина в ней используется урацил и комплементарная пара имеет вид A — U.
РНК — является хранителем генетической информации у некоторых вирусов, которые называются ретровирусами. Наиболее известный и активно изучаемый представитель этого поганого семейства — ВИЧ. Не смотря на то, что размеры клетки исчисляются микронами, из-за очень специфической плотной упаковки спирали, ядро клетки свободно вмещает десятки хромосом. Итак, пора переходить к решению задачи. Рассматривая поставленную выше задачу, мы уже увидели две основных проблемы на пути к её решению. Понятно, что с одной стороны, выискивать клетку возбудителя инфекции среди миллионов клеток крови — занятие достаточно бесперспективное, если не сказать бестолковое, а с другой стороны, выделять ДНК из клеток " в рукопашную" — тоже не вариант, из-за опасности порвать на кусочки, всё что мы с таким трудом отыскали… Поэтому, нам очень помог бы какой-нибудь метод, позволяющий активно размножать ДНК, но делающий это только с определёнными, "избранными" экземплярами. Это позволит увеличивать концентрацию интересующей культуры до уровней, безошибочно определяемых и не требующих длительного поиска. Вот этим чудо-методом и стал метод полимеразной цепной реакции ПЦР. Эта реакция носит название репликации ДНК. Так это звучит сухим академическим языком.
Но мы задались целью, объяснить Вам всё, буквально, "на пальцах", а потому продолжим свой рассказ о том, как всё происходит. На первом этапе реакции надо разъединить двойную нить ДНК. Этот процесс называется денатурацией и проходит при температуре 93 - 95 градусов Цельсия.
Количественная оценка экспрессии генов с помощью традиционных методов обнаружения ДНК ненадёжна. Обнаружение мРНК с помощью нозерн-блота , или продуктов ПЦР на геле , или саузерн-блота не позволяет провести точное количественное определение. ПЦР в реальном времени может быть использована для количественной оценки нуклеиновых кислот двумя распространёнными методами: относительной количественной оценки и абсолютной количественной оценки [10]. Абсолютное количественное определение даёт точное количество целевых молекул ДНК с использованием калибровочной кривой.
Поэтому важно, чтобы ПЦР образца и стандарта имели одинаковую эффективность амплификации. Относительная количественная оценка основана на внутренних эталонных генах генов домашнего хозяйства для определения кратных различий в экспрессии целевого гена. Относительную количественную оценку легче выполнить, поскольку она не требует калибровочной кривой, поскольку количество изучаемого гена сравнивается с количеством контрольного гена [11]. Для решения этих проблем используют подходы, основанные на добавлении небольшого участка ДНК линкера к кДНК в реакции обратной транскрипции. Затем проводится ПЦР в реальном времени стандартными способами с использованием праймеров, биология комплементарных линкеру [12]. ChIP-qPCR применяют для исследований конкретных генов и потенциальных регуляторных областей, таких как промоторы. Этот метод в настоящее время используется в разных исследованиях, включая клеточную дифференцировку , молчание генов-супрессоров и влияние модификаций гистонов на экспрессию генов [13].
Анализ ChIP охватывает только часть возможных мишеней, присутствующих по всему геному из-за вариабельности эффективности сшивания и стерического ограничения доступности антител [13]. При этом нужно точно подобрать концентрацию праймеров для эффективной амплификации целевой ДНК. Затем необходимо подобрать время и температуру циклов отжига, и запустить ПЦР. Медицинская диагностика[ править править код ] Количественная ПЦР применяется для быстрого выявления генов или фрагментов ДНК, являющихся маркерами инфекционных заболеваний , генетических отклонений и т. Внедрение этого метода в клинические лаборатории значительно улучшило качество диагностики инфекционных заболеваний [14]. Кроме того, кПЦР используется в качестве инструмента для детектирования вновь возникающих заболеваний. Например, новых штаммов гриппа [15].
Использование кПЦР также позволяет проводить количественные измерения и генотипирование характеристика штаммов вирусов , например, вируса гепатита B [16].
В 1943 году, работая на «Сандоз», он случайно получил ЛСД и засветил её в лабораторном журнале, фактически подарив своей фирме. А лет через 20 до Хофмана дошло, какие деньги прошли мимо него. Муллис отвечал им, что ему нравится «Ситес», и если полимеразная цепная реакция принесёт доход, работодатель его не обидит. Ах, как он потом смеялся над этой своей глупостью!
В полночь 9 сентября 1983 года Кэри заложил смесь ДНК с полимеразой в пробирку, нагрев которой контролировал компьютер. За 36 часов ничего не произошло. Он копировал слишком длинный ген слишком слабой полимеразой. Довести ПЦР до ума удалось только к 1985 году. Муллис направил статью о своём изобретении в Nature.
Не приняли, показалось неинтересно. Статья прошла в Science, и то со скрипом, не с первого захода что не помешало тому же редактору Science в 1989-м объявить полимеразу «молекулой года». Корпорация «Ситэс» продала технологию ПЦР за 330 миллионов долларов, уволила Кэри Муллиса с начислением ему 5 месячных зарплат и облегчённо вздохнула. Никто больше не скандалил с начальством, не донимал сотрудниц харрасментом, не тащил коллег из совещательной комнаты в коридорчик на «мужской разговор», и не угрожал оружием вахтёру, который пускает на работу только с бэджиком. ПЦР очень скоро оценили врачи.
Она обнаруживает любой патоген, если в пробе найдётся хоть одна бактерия или частица вируса. Даже задолго до того, как этот враг размножится и вызовет болезнь. Ничего подобного медицина прежде не знала. Технология пришлась кстати в условиях всеобщей паники по поводу недавно открытого СПИДа. Муллис и тут занял особую воинственную позицию.
Он утверждал, что иммунодефицит вызывается не только вирусом, который назвали ВИЧ, но и рядом других ретровирусов. Эта теория не получила признания и Кэри прослыл парией. Тем более, что он ещё сомневается в связи между деятельностью человека и глобальным потеплением. 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».
Конкретные части генов обычно экзоны быстро амплифицируются с помощью специфичных праймеров. Амплифицированный сегмент затем может или быть легко секвенирован, или протестирован методом АСО-гибридизации для обнаружения мутации. Анализ ДНК, генерируемой в ходе ПЦР, может быть выполнен менее чем за один день, существенно облегчая разработку и клиническое использование большого числа диагностических ДНК-тестов. Сначала, с помощью того же фермента обратной транскриптазы, которую используют для изготовления библиотек клонов кДНК, на основе интересующей мРНК синтезируется однонитевая кДНК.
Один из олигонуклеотидов запускает синтез второй нити кДНК, полученная двойная спираль затем служит в качестве объекта ПЦР. ПЦР, по сравнению с любым другим методом анализа, чрезвычайно чувствительная, более быстрая, менее дорогая и нетребовательная к образцам пациентов методика. Она позволяет обнаружить, проанализировать и измерить специфические последовательности гена в образце ДНК пациента, не клонируя его и не прибегая к блоттингу.
Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
Метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты в биологическом материале. А в настоящий момент-это тип лабораторного исследования, который сообщает, есть ли у кого-то в настоящее время COVID-19. Изобрел технологию полимеразной цепной реакции ПЦР Кэри Муллис, за которую он получил Нобелевскую премию по химии в 1993 году. Муллис не говорит, что технология ПЦР не подходит для обнаружения значимого присутствия ковид. Как он мог, учитывая, что он умер до того, как это стало известно? Но такой вывод можно смело сделать. Так же еще выводы которые можно сделать из его выступления. ПЦР-тестированием можно обнаружить в организме любого человека все что угодно. ПЦР-тест не может сказать, что найденное в вас как-то вредит вам. ПЦР-тест не может сказать, больны вы или нет.
Вот некоторые цитаты из его речи. Все дело в результатах, интерпретации этого. С помощью ПЦР, если вы его правильно используете, у любого человека можно найти всё что угодно. Настоящее злоупотребление заключается в том, что вам не нужно его использовать для тестирования вируса ВИЧ или других, порядка 10 000 безымянных ретровирусов, которые тоже присутствуют. Понимаете, если у кого-то есть ВИЧ то, как правило, у него окажется почти всё на что вы его протестируете. ПЦР позволяет сделать мизерное количество чего-то измеримым и затем обсуждать важность этого вопроса на встречах. Это не злоупотребление, а скорее не правильное толкование. Яблоко это яблоко. Если у вас есть достаточное количество чего-то что похоже на яблоко, то собрав всё в одну кучу можно считать это яблоком.
В случае с ВИЧ это не так, тесты на вирус ВИЧ основаны на вещах не видимых и результаты представляют собой предположение в каком-то смысле.
В амплификаторе 30-50 раз повторяется цикл ПЦР, состоящий из трех этапов денатурация, отжиг и удлинение. 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.
Ракета взлетела вверх на целую милю. После сгорания твердотопливной части раскрылся парашют обитаемой кабины, и пассажир — обвалянный в асбесте лягушонок — вернулся из тропосферы живым.
В студенческие годы Кэри устроил в курятнике лабораторию, где производил взрывчатку, которую вполне легальный дилер продавал горнякам. У Муллиса завелись деньги, он сменил пару жён. На третьем курсе обнаружил ещё более интересный класс веществ. Каждую неделю студенты получали что-нибудь новое психоделическое и пробовали, обмениваясь впечатлениями — тогда это ещё было законно. Потребляя эти вещества в Беркли, аспирант Муллис проникся новыми космологическими теориями. Он подумал, что время для наблюдателя с Земли и для наблюдателя за пределами сферы, испускающей реликтовое излучение, должно течь в разные стороны.
И тут же накатал об этом псевдонаучную статью, нахально отослав её в Nature. Она вышла. Ко всеобщему изумлению, ведь Nature не печатала аспирантов. Научный руководитель Муллиса биохимик Джо Нейландс разрешал своим ребятам защищаться по любой теме, лишь бы они хоть что-нибудь делали. Муллис решил после Беркли бросить химию и стать писателем. Его диссертация по космологии была выполнена в юмористическом жанре, так что половина комиссии была против присуждения учёной степени.
Но статья в Nature перевесила. Защитившись, Муллис ушёл от второй жены к третьей. Пока его романы ещё не были написаны, он работал менеджером ресторана, принадлежавшего его первой жене. Но беллетристика не пошла. Пришлось вернуться в химики. Новые рабочие места предоставляла только биохимия, которая сводилась к убийству крыс и выделению из их мозга какого-нибудь вещества.
Когда Кэри надоело рубить грызунам головы, он занялся синтезом ДНК в одной из первых биотехнологических корпораций «Ситэс». Его интересовали компьютеры. Кэри написал программу, собиравшую данные спектрофотометра, чтобы вовремя заканчивать синтез. Рабочий компьютер был связан по телефону с персоналкой «Амига» у Муллиса дома, так что он следил за реакцией удалённо — по меркам 1982 года фантастика. Во-вторых, Муллис тут же закадрил свою самую красивую сотрудницу по имени Дженнифер Барнетт, и они стали жить вместе. Часто ссорились, иногда при всех в лаборатории.
Однажды девушка позвонила их общему начальнику и сказала, что Муллис едет на работу с пистолетом, чтобы пристрелить коллегу, на которого она слишком ласково посмотрела. Начальник примчался раньше и отправил потенциальную жертву во внеочередной отпуск. Но выгнать Муллиса было нельзя. Его спасало, как ни странно, падение цен на нефть. В 1980 году, когда баррель стоил рекордные 36 долларов, нефтедобывающие корпорации вкладывали незапланированные сверхдоходы в новорожденную технологию рекомбинантной ДНК, где темпы развития опережали тогда общий рост фондового рынка. Под эти деньги Муллиса как раз и наняли.
А через пару лет цена углеводородов на бирже пошла вниз, и нефтяники прекратили свои инвестиции. Чтобы собрать деньги на исследования, «Ситэс» выпустила акции и наняла президента-«варяга». Этот англичанин безжалостно подгонял учёных, которые в среднем проводили на работе по 70 часов в неделю. А Муллиса подгонять было не нужно, он и так работал все 80 часов. Установил у себя первую машину для синтеза ДНК, и месячный план выполнял за день. Тогда президент для сокращения издержек велел ему уволить 4 сотрудников из 7.
Дело было в пятницу вечером.
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. ПЦР способен показать активность вируса, который может просто присутствовать в организме, а может размножаться, нарушая программу жизни клетки. В зависимости от этого решается вопрос о необходимости госпитализации или инфекционной опасности человека для окружающих.
Почему же тогда существуют другие мнения по этому поводу, которые ведут к перепроверкам анализов с последующим «лечением» здоровых людей дорогостоящими препаратами, имеющим побочные эффекты? Формальное и бездумное применение ПЦР чревато неверными выводами и просто опасно. Сейчас ложно положительные результаты - большая редкость, поскольку действует достаточно эффективная система контроля качества проводимых исследований. При этом необходимо понимать, что ПЦР — это инструмент, который позволяет применять нанотехнологии на генетическом уровне, но не способен застраховать от неверного толкования результатов врачами. Это вполне объяснимо. Например, «Клиническая лабораторная диагностика» впервые как самостоятельная дисциплина вводится в медицинских вузах лишь в 2011 году, то есть подготовленные специалисты-профессионалы появятся у нас не ранее 2017-го. Как и любой другой инструмент, ПЦР можно использовать правильно и неправильно.
В ряде случаев врачи не совсем понимают, что искать уреаплазму в отделяемом влагалища — то же самое, что пытаться обнаружить кишечную палочку кишечнике.
Капельная цифровая ПЦР (ddPCR)
Метод ПЦР определяет заданную последовательность нуклеотидов, присущую конкретному патогену. Исключен риск ложноположительных результатов. Для ПЦР достаточно всего несколько молекул ДНК патогена или даже уже неактивных — разрушенных вирусных частиц, сохранивших специфические участки ДНК в достаточном количестве , чтобы он был обнаружен в ходе исследования. Скорость проведения. Лаборатория получает результат ПЦР-теста через несколько часов, клиент — уже на следующий день. Скорость диагностики имеет принципиально важное значение для своевременного лечения. Например, при диагностике бактериальных инфекций классический посев занимает от нескольких дней, а с ПЦР-анализом пациент сможет принять меры и начать лечение уже через сутки. Для исследования подходит любой биоматериал: кровь, моча, сперма, мокрота, гной, жидкости из абсцессов и пр. Кроме этого, ПЦР применяется в самых разных областях науки и медицины, работая даже там, где другие методы бессильны.
Диагностика латентных инфекций. ПЦР-диагностика определяет возбудителя инфекции даже в инкубационном периоде и при скрытом течении заболевания. Какие есть недостатки Единственный серьезный недостаток, связанный с методом полимеразной цепной реакции, - его высокая технологичность. Исследования ПЦР требуют строжайших соблюдений правил и серьезной оснащенности лабораторного комплекса. Не каждая лаборатория может позволить себе все необходимое оборудование. Урогинекология диагностика инфекций, передающихся половым путем: хламидиоз, уреаплазма, микоплазма, кандиды, гарднерелла, герпесвирусы. Важное значение для женского и мужского здоровья играет ВПЧ — вирус папилломы человека. Доказано, что у женщин онкогенные штаммы этого вируса способны вызывать рак шейки матки.
В частности, о начале тестирования «Ведомостям» сообщил представитель «Лабквеста»: тестирование проводится в медицинских офисах «Лабквест» и «Q-клиника». Срок исполнения — один день. Такое же исследование планирует запустить лабораторная сеть «Гемотест». Сейчас компания «отрабатывает технологический процесс и определяет регионы, в которых эта услуга должна быть введена в первую очередь», рассказала директор по лабораторным технологиям «Гемотеста» Тамара Силкина. Общество Исследование на корь и краснуху проводится в вирусологических лабораториях региональных центров, т. Представитель «Лабквеста», в свою очередь, опираясь на текст того же СанПиНа, заявляет, что авторизация в Роспотребнадзоре для проведения ПЦР-тестирования на выявление вируса кори не требуется.
Первые клинические симптомы кори похожи на симптомы ОРВИ, поэтому выявить заболевание очень тяжело, говорит главный врач медицинского центра «Лидер медицина» инфекционист Евгений Тимаков. Речь идет о высокой температуре, боли в горле и конъюнктивите, уточнил представитель «Лабквеста».
Многим будет интересно узнать, что это такое - ПЦР , как такое тестирование позволяет выявить наличие коронавируса в организме. Самыми большими преимуществами этого метода, несомненно, являются высокая чувствительность, специфичность и скорость выполнения. В отличие от других методов, генетический материал, используемый в реакции ПЦР, может быть значительно разрушен. Достаточно следового количества ДНК - менее 1 мкл. Метод ПЦР используется в нескольких вариантах. Наиболее часто используемый тип сегодня - это так называемый ПЦР в реальном времени.
Сегодня это наиболее достоверный диагностический метод. Риск получения ошибочного результата Вероятность получения ложноположительного результата невелика.
Вирус может попасть в биоматериал пациента извне при условии нарушения санитарных правил. Поэтому проходить обследование лучше в надежных лабораториях, где подобное исключено. Ложноотрицательные результаты встречаются чаще. Во избежание их получения перед забором биоматериала нельзя курить и дезинфицировать носоглотку антисептиками. Исказить клиническую картину также могут: ошибки медработника при взятии мазка; забор материала на поздней стадии, когда концентрация вируса минимальна; отсутствие микроорганизмов в носоглотке. Последнее возможно, если коронавируса там не было изначально попал в организм иным путем, например, через кровь. Бывает, что в носоглотке возбудитель не оседает, а сразу продвигается в легкие и выявляется только на компьютерной томографии. Экспресс-тест на коронавирус Экспресс-тест можно сделать в домашних условиях. Он не предполагает лабораторных исследований, не требует специального оборудования. Достаточно купить набор в аптеке.
Например, к Standard Q Covid-19 прилагается подробная инструкция. Для проведения экспресс-теста на коронавирус понадобятся: стерильный тампон человек берет у себя мазок сам ; одноразовая кассета в индивидуальной упаковке; пробирка с реактивом; насадка с капельницей. При наличии инфекции в организме контакт биоматериала с реактивом приводит к окрашиванию контрольной полоски. Результат появляется через 20-30 минут. Наибольшую точность тест показывает в первую неделю после заражения. В дальнейшем повышается вероятность получения ложноотрицательного результата. Для уточнения диагноза лучше сделать ПЦР-тест. Анализ на антитела к коронавирусу Анализ на антитела к коронавирусу показывает не присутствие инфекции в организме, а ответ иммунной системы на нее. В ответ на заражение она вырабатывает несколько типов иммуноглобулинов: IgA являются реакцией непосредственно на коронавирус; IgM синтезируются при наличии инфекции в организме указывают на острое течение заболевания ; IgG появляются, когда тело «запоминает» вирус и формирует иммунитет к нему. Недостаточно, чтобы антитела были просто выявлены.
Диагностика COVID-19: обзор основных методов
это метод создания тысяч копий цепи ДНК. На данный момент существует два способа определения мутации: методом ПЦР (полимеразная цепная реакция) и NGS (метод секвенирования нового поколения). Полимеразную цепную реакцию (ПЦР) сперва использовали только для амплификации определенных фрагментов ДНК. ПЦР-тестирование (полимеразная цепная реакция) направлено на выделение РНК вируса, а не на сбор ДНК. ПЦР расшифровывается как полимеразная цепная реакция. Данная реакция обеспечивает многократное воспроизводство определённых участков ДНК.
Ложноположительный ПЦР: Почему так бывает?
Этот процесс называются «репликация» — многократное увеличение, дублирование искомого участка до тех пор, пока он не станет доступен для определения. Процесс репликации возможен только при наличии в пробе ДНК возбудителя. Преимущества метода ПЦР Высокая специфичность. Метод ПЦР определяет заданную последовательность нуклеотидов, присущую конкретному патогену.
Исключен риск ложноположительных результатов. Для ПЦР достаточно всего несколько молекул ДНК патогена или даже уже неактивных — разрушенных вирусных частиц, сохранивших специфические участки ДНК в достаточном количестве , чтобы он был обнаружен в ходе исследования. Скорость проведения.
Лаборатория получает результат ПЦР-теста через несколько часов, клиент — уже на следующий день. Скорость диагностики имеет принципиально важное значение для своевременного лечения. Например, при диагностике бактериальных инфекций классический посев занимает от нескольких дней, а с ПЦР-анализом пациент сможет принять меры и начать лечение уже через сутки.
Для исследования подходит любой биоматериал: кровь, моча, сперма, мокрота, гной, жидкости из абсцессов и пр. Кроме этого, ПЦР применяется в самых разных областях науки и медицины, работая даже там, где другие методы бессильны. Диагностика латентных инфекций.
ПЦР-диагностика определяет возбудителя инфекции даже в инкубационном периоде и при скрытом течении заболевания. Какие есть недостатки Единственный серьезный недостаток, связанный с методом полимеразной цепной реакции, - его высокая технологичность. Исследования ПЦР требуют строжайших соблюдений правил и серьезной оснащенности лабораторного комплекса.
Не каждая лаборатория может позволить себе все необходимое оборудование.
Если в образце будет обнаружено 250 и более копий нужного гена, значит, анализ ПЦР 12 взят корректно, и его итогам можно доверять. Если же копий специфического гена будет меньше нормы, лучше пройти повторную диагностику во избежание ложноотрицательного результата. Что касается положительных ответов, то они принимаются за истину в любом случае. Список возбудителей, исследуемых в рамках анализа ПЦР 12, может отличаться в разных лабораториях. Например, туда могут быть включены дополнительные типы вируса герпеса или папилломовируса, тогда анализ будет называться «ПЦР 13» или «ПЦР 14». Иногда перечень, наоборот, сокращается до «ПЦР 4» гонорея-трихомониаз-хламидиоз-микоплазмоз. ПЦР качественная и ПЦР количественная У этих двух видов ПЦР-диагностики принципиально разные цели: качественный анализ даёт ответ на вопрос, имеется ли вообще у пациента искомый микроб, то есть просто «да» или «нет».
Только что рассмотренный комплекс ПЦР 12 относится как раз к этой категории. Но существует ещё количественный анализ, или ПЦР в режиме реального времени. Метод основывается на том, что число новых ампликонов копий заданного участка ДНК возбудителя болезни прямо пропорционально их исходному количеству. То есть если в пробе с самого начала было много вредоносных молекул ДНК, то с каждым циклом полимеразной цепной реакции их будет становиться вдвое больше, а к концу процесса накопятся миллионы. Современные приборы амплификаторы следят за тем, как меняется количество копий, и по итогам исследования вычисляют примерную концентрацию возбудителя в организме пациента. Для чего это нужно? В случае с бактериями, простейшими или грибками подобные сведения имеют спорную диагностическую ценность, поскольку численность колоний постоянно меняется под воздействием самых разных факторов, да и уничтожить такие микроорганизмы сравнительно просто. Другое дело — вирус.
Это неклеточная форма жизни, которую невозможно истребить подобно тому, как антибиотики справляются с бактериями. В борьбе с вирусами человек может твёрдо рассчитывать только на свой иммунитет, а возможности противовирусных средств сильно ограничены.
Ее также опровергали независимые фактчекеры из USA Today. ДНК не фиксируется. Таким образом, сообщение содержит лишь распространенные конспирологические теории, не подтвержденные научными фактами. Все разоблачения фейков в нашем Telegram-канале Stopfake. Подпишись, чтобы сразу узнать правду.
У половины из них наличие вируса было подтверждено лабораторным тестом, у остальных же были отрицательные результаты, но специфические симптомы и состояние легких указывали на COVID-19. В Роспотребнадзоре «Известиям» сообщили, что чаще всего причиной нарушения технологии взятия теста становится человеческий фактор. Ложные надежды В это время ниже всего вероятность получить ложноотрицательный результат ПЦР-метод, используемый для выявления РНК коронавируса, дает высокий процент ложноотрицательных результатов, что делает необходимым поиск альтернативных способов диагностики COVID-19. 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.
ПЦР-тестирование: как работает метод ПЦР в диагностике
If you have Telegram, you can view and join right away. ПЦР (полимеразная цепная реакция) – это метод, используемый в биохимии и молекулярной биологии для увеличения количества определенного фрагмента ДНК. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — экспериментальный метод молекулярной биологии, способ значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе). Полимеразная цепная реакция (ПЦР) была изобретена в 1983 году биохимиком Кэри Муллисом, работавшим в компании Cetus.
ПЦР: что это такое? Диагностика инфекционных заболеваний методом полимеразной цепной реакции
Без ПЦР-теста на коронавирус по нынешним временам никуда. При этом система не уступает ПЦР в чувствительности и может детектировать единицы геномных эквивалентов. 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). Информационно-аналитический портал о молекулярной диагностике и смежных областях науки и практики: молекулярной биологии и медицине. Итак, для начала, очень примечательно, что сам Кэри Муллис, изобретатель технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР), говорил, что ПЦР не подходит для диагностики инфекции.
Цепная реакция: топ-инноваций на рынке тестирования методом ПЦР
Практически представляет собой альтернативную матрицу ПЦР и позволяет контролировать эффективность амплификации в каждой конкретной пробирке. ДНК-зонды — искусственно синтезированные олигонуклеотиды небольшого размера около 30 нуклеотидов , комплементарные специфическим ампликонам продуктам реакции. Могут использоваться для детекции продуктов ПЦР, благодаря прикрепленным к ним изотопным или флуоресцентным меткам. Эти компоненты способны понижать температуру денатурации матрицы или стабилизируют ДНК-полимеразу. Если в пробе имеется искомая ДНК, с ней происходит ряд последовательных цикличных реакций, которые различаются температурными режимами.
Ход реакции Амплификация может включать в себя множество циклов, но все они состоят из трёх этапов: денатурация, отжиг, элонгация [1]. Денатурация — процесс перехода двухнитевой формы ДНК в однонитевую из-за разрыва водородных связей между комплементарными парами оснований при воздействии высоких температур. Отжиг — процесс присоединения праймеров к одноцепочечной ДНК-мишени. Отжиг происходит благодаря правилу комплементарностиЧаргаффа.
Без соблюдения этих условий праймеры не отжигаются. Элонгация синтез. Температура в реакционной смеси доводится до оптимума работы Taq-полимеразы. Таким образом, специфические фрагменты, ограниченные на концах праймерами, впервые появляются в конце второго цикла, накапливаются в геометрической прогрессии и очень скоро начинают доминировать среди продуктов амплификации.
В клинико-диагностических лабораториях наиболее распространенными модификациями ПЦР являются: ПЦР с «горячим» стартом hot-start PCR — суть этой модификации состоит в предотвращении возможности начала реакции до момента достижения условий, которые обеспечивают специфический отжиг праймеров. ПЦР с «горячим» стартом дает возможность минимизировать вероятность образования неспецифических продуктов ПЦР и возможность получения ложноположительных результатов анализа. ПЦР с анализом результатов «по конечной точке» End-point PCR — эта модификация позволяет учитывать результаты реакции по наличию флуоресценции после амплификации, не открывая пробирку. Таким образом, решается проблема контаминации ампликонами.
Преимущество состоит в возможности совмещения детекции и количественного определения специфической последовательности ДНК в образце после каждого цикла амплификации в реальном времени. Для этого используются флуоресцентные красители, которые интеркалируют в двуцепочечные молекулы ДНК или модифицированные дезоксинуклеоты, флуоресцирующие после гибридизации с комплементарными участками ДНК. Мультиплексная мультипраймерная ПЦР — амплификация двух и более последовательностей ДНК в одной пробирке одновременно. Преимущество этого метода заключается в возможности выявления ряда патогенов, генетических модификаций организмов или генотипирования множественных аллелей и т.
Все перечисленные виды ПЦР не могут быть проведены без необходимого пространства и оборудования. Комплект необходимого оборудования для проведения ПЦР должен включать в себя все необходимые приборы для выделения НК, их амплификации и детекции результатов. Все оборудование должно быть исправным, иметь технический паспорт и инструкцию по эксплуатации. Все приборы должны соответствовать нормам безопасности.
Для предотвращения контаминации исходных образцов используют одноразовые пробирки с плотно закрывающимися крышками и наконечники к микродозаторам, термостаты с твердотельнымтермоблоком, специальные контейнеры для сброса использованных наконечников и пробирок. Смена наконечников является обязательной после каждой проведенной манипуляции [3]. Для каждого отдельного помещения предусмотрено наличие холодильников и морозильников для поддержания определенной температуры, вортексов и ротаторов для перемешивания, центрифуг различной мощности для перемешивания и разделения образцов.
Высокую скорость выполнения. Для установки реакции достаточно несколько часов.
Пациент получает результаты анализа на следующий день после сдачи. ПЦР-тест направлен на определение возбудителя заболевания, а не на реакцию на его проникновение со стороны организма. Показания к проведению ПЦР-теста Анализ проводят при инфекционных заболеваниях для определения природы их возбудителя. Также его назначают при: необходимости точно установить конкретный болезнетворный микроорганизм; диагностике лейкоза и других злокачественных новообразований; диагностике некоторых генетически обусловленных заболеваний; исследовании образцов биопсии, которые невозможно изучить с помощью других методов. С помощью ПЦР можно провести тест на определение отцовства.
Этот метод позволяет выделить в исследуемом материале уникальный участок генетической информации любого организма. В настоящее время ПЦР широко применяется в следующих отраслях: в генетических исследованиях, диагностике инфекционных заболеваний, для определения ГМО в продуктах питания, в ветеринарии, растениеводстве и судебно-медицинской экспертизе, позволяя производить разнопрофильные исследования на минимальном оборудовании, с привлечением меньшего количества квалифицированного персонала по сравнению с другими методами. Метод ПЦР был признан обязательным методом ускоренной диагностики для индикации и лабораторной диагностики возбудителей инфекционных болезней бактериальной и вирусной этиологии в клиническом материале и пробах из объектов окружающей среды. ПЦР позволяет выявлять возбудителя даже при минимальном его содержании при скрининговой детекции вирусных и бактериальных возбудителей ОКИ в лабораторной диагностике и санитарно-эпидемиологическом надзоре.
То есть из одной нити ДНК мы получаем сотни или тысячи. Этапы проведения ПЦР исследования Забор биологического материала для исследования В качестве пробы служит различный биологический материал: кровь и ее компоненты, моча, слюна, отделяемое слизистых оболочек, спинномозговая жидкость, отделяемое раневых поверхностей, содержимое полостей тела. Все биопробы собираются одноразовыми инструментами, а набранный материал заключают в пластиковые стерильные пробирки или помещают на культуральные среды, с последующей транспортировкой в лабораторию. В забранные пробы добавляют необходимые реагенты и ставят в программируемый термостат — термоциклер амплификатор.
В амплификаторе 30-50 раз повторяется цикл ПЦР, состоящий из трех этапов денатурация, отжиг и удлинение. 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.
ПЦР-диагностика
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. Реакция ПЦР-амплификации во многие тысячи раз упростила, ускорила и удешевила процесс выделения специфического фрагмента ДНК, например, какого-то гена. — первый русскоязычный информационно-аналитический портал о молекулярной диагностике и смежных областях науки и практики. |. 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. 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.