ПЦР – полимеразная цепная реакция. Чаще всего ПЦР-тест показывает ложноположительный результат из-за наличия в носу или ротоглотке фрагментов уже погибшего вируса, рассказал в интервью Лайфу доктор медицинских наук, практикующий врач, профессор Антон Ершов. ПЦР-тест — основной метод обнаружения коронавирусной инфекции. ПЦР-тест — основной метод обнаружения коронавирусной инфекции.
ПЦР: сверхчувствительная диагностика инфекций
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. Муллис в 1993 году.
При этом корь является крайне заразной тяжелой болезнью вирусного происхождения. До появления в 1963 году вакцины крупные эпидемии кори происходили каждые 2-3 года. В год, по данным Всемирной организации здравоохранения, от кори умирали до 2,6 миллиона человек. Возбудителем является вирус из семейства парамиксовирусов. Он распространяется при кашле и чихании, тесных личных контактах.
Это чувствительный флуоресцентный индикатор двухцепочечной ДНК. Максимум флуоресценции в комплексе с ДНК составляет 521 нм, максимум возбуждения - 497 нм второй максимум около 254 нм. Хорошо возбуждается стандартным 488-нм лазером. Квантовый выход флуоресценции - около 0. Низкая специфичность детекции результатов ПЦР-РВ при использовании интеркалирующих красителей обусловлена тем, что флуореценция раствора вызывается накоплением любой двуцепочечной ДНК в реакционной смеси, в том числе и неспецифической!
Мюллисом, за что он был удостоен Нобелевской премии. 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.
Зачем определяют мутации в генах BRCA1 и BRCA2? Какой метод диагностики лучше?
Праймеры — это короткие участки однонитчатой ДНК, каждый примерно по 20 пар оснований в длину. Особенность праймеров такова, что они соответствуют участкам ДНК, которые требуется амплифицировать, то есть ДНК-матрице. Изображение кликабельно Кэри Муллис, изобретатель ПЦР Специфичность ПЦР основана на образовании комплементарных комплексов между матрицей и праймерами, короткими синтетическими олигонуклеотидами. Каждый из праймеров комплементарен одной из цепей двуцепочечной матрицы и ограничивает начало и конец амплифицируемого участка. Фактически полученная «матрица» представляет собой цельный геном, и наша цель — выделить из нее интересующие нас фрагменты.
Эта стадия называется денатурацией, так как разрушаются водородные связи между двумя цепями ДНК. Когда цепи разошлись, температуру понижают, чтобы праймеры могли связаться с одноцепочечной матрицей. Фермент ДНК-полимераза реплицирует матричную цепь, используя праймер в качестве затравки или примера для копирования. В результате первого цикла получаем многократное последовательное удвоение определенного участка ДНК.
Далее мы повторяем эту процедуру. После каждого цикла получаем участок-мишень в двойном количестве. Спустя двадцать пять циклов ПЦР то есть менее чем через два часа имеем интересующий нас участок ДНК в количестве, в 225 раза превышающем исходное то есть мы амплифицировали его примерно в 34 миллиона раз. Фактически на входе у нас получалась смесь из праймеров, матричной ДНК, фермента ДНК-полимеразы и свободных оснований А, Ц, Г и Т, количество специфического продукта реакции ограниченного праймерами растет экспоненциально, а количество «длинных» копий ДНК линейно, поэтому в продуктах реакции доминирует.
Поэтому нужно было заново добавлять ее перед каждым из 25 циклов. Процедура проведения реакции была сравнительно неэффективной, требовала много времени и фермента полимеразы, а материал это весьма недешевый. К счастью, на помощь пришла матушка-природа. Это произошло потому, что данная температура является оптимальной для E.
Нуклеотиды, представленные в нуклеиновых кислотах, содержат одну фосфатную группу. Они называются по содержащемуся в них азотистому основанию - адениновый A , содержащий аденин, гуаниновый G - гуанин, цитозиновый C - цитозин, тиминовый Т - тимин, урациловый U - урацил. При образовании нуклеиновых кислот нуклеотиды, связываясь, образуют сахаро-фосфатный остов молекулы, по одну сторону которого находятся основания. Праймер — котроткая ДНК, используемая для репликации матричной цепи. Каждый из праймеров комплементарен одной из цепей двуцепочечной матрицы, обрамляя начало и конец амплифицируемого участка.
Литература Глик Б. Молекулярная биотехнология. Принципы и применение. Генетическая инженерия — Новосибирск: Сиб. Искусственные генетические системы — М.
Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу. Для корректной оценки результатов ваших анализов в динамике предпочтительно делать исследования в одной и той же лаборатории, так как в разных лабораториях для выполнения одноименных анализов могут применяться разные методы исследования и единицы измерения. У вас остались вопросы?
Запишитесь на прием к врачу в вашем городе по тел. Информация проверена экспертом Высшее медицинское образование, опыт работы - 19 лет Поделитесь этой статьей сейчас.
Отличаются они сложностью проведения, затрачиваемым временем, точностью. Пятый их заменить не может. Она может делаться только в лабораторных условиях, поскольку требует изучения молекулярной структуры ДНК. Суть процедуры сводится к следующему: Берется мазок из носоглотки человека для большей точности это должен сделать медицинский работник. Выделяется интересующий участок ДНК биоматериала.
Осуществляется амплификация многократное удвоение этого участка до объема, оптимального для визуализации. Изучаются визуализированные фрагменты. Если при копировании участка ДНК в нем продолжает появляться вирус, значит, пациент заражен. Получить результаты ПЦР-теста можно через несколько дней. Во время ожидания особенно при наличии симптомов лучше соблюдать самоизоляцию. 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.
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. При использовании специально разработанных приборов для ПЦР цикл амплификации занимает всего несколько минут. Таким образом, в течение нескольких часов могут быть получены миллиарды копий стартовой молекулы ДНК.
Цепная реакция: топ-инноваций на рынке тестирования методом ПЦР
На каждом бланке результата ПЦР-теста на COVID-19 размещен QR-код. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) описывается как метод многократного "увеличения" (копирования) определенных последовательностей ДНК с помощью фермента ПЦР и искусственных нуклеотидов. Трёхбуквенный вариант — это аббревиатура названия «полимеразная цепная реакция». Итак, для начала, очень примечательно, что сам Кэри Муллис, изобретатель технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР), говорил, что ПЦР не подходит для диагностики инфекции. Чего не скажешь об изобретателе технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР) Кэри Муллисе, который думать умел и даже получил за свое изобретение Нобелевскую премию по химии в 1993 году. Превосходные свойства уплотнительного ободка позволяют проводить реакции ПЦР в объеме до 5 мкл.
ПЦР: что это такое? Диагностика инфекционных заболеваний методом полимеразной цепной реакции
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. Что такое полимеразная цепная реакция (ПЦР)? ПЦР – полимеразная цепная реакция. Полимеразная цепная реакция. Анализ тестовых палочек от ПЦР-тестов на COVID в больнице в Словакии подтверждает геноцид. medium ПЦР (Полимеразная цепная реакция) Если попытаться описать ПЦР-диагностику в трёх словах, то это, совершенно определённо, будут слова ТОЧНО, НАДЁЖНО, БЫСТРО.
ПЦР: метод, который слишком хорош
medium ПЦР (Полимеразная цепная реакция) Если попытаться описать ПЦР-диагностику в трёх словах, то это, совершенно определённо, будут слова ТОЧНО, НАДЁЖНО, БЫСТРО. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) — реакция, используемая в молекулярной биологии для того, чтобы размножить (амплифицировать) нужный фрагмент ДНК (или РНК). Итак, для начала, очень примечательно, что сам Кэри Муллис, изобретатель технологии полимеразной цепной реакции (ПЦР), говорил, что ПЦР не подходит для диагностики инфекции. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – молекулярно-генетический анализ.
ПЦР: что это такое? Диагностика инфекционных заболеваний методом полимеразной цепной реакции
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.
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. ПЦР это не то же самое, это просто процесс с помощью которого можно сделать из малого количества чего-то целую кучу. Он не может установить, болен ты или нет. Или окажется ли для тебя опасным то, что там у тебя нашли или нет». Указанное подтверждает и практика, приведу пару известных случаев, но следует учитывать, что их, гораздо больше. Ковид у папаи. Танзанийский лидер уволил директора национальной лаборатории здравоохранения Ньямбура Мореми. Его специалисты обнаружили коронавирус у странных пациентов. Чтобы выяснить, что не так с тестами, каждый образец был особым образом промаркирован, чтобы быть похожим на реальный. На пробирках указали пол и возраст "пациентов". Президент Танзании Джон Магуфули решил проверить присланные в страну тесты для определения ковид. Собрали образцы и направили в лабораторию. Он оказался негативным. А тест с плода папаи оказался позитивным. То есть тест показал, что у папаи был короновирус.
Из кода ДНК мы можем определить генетическую основу заболеваний, разработать лекарства, провести судебно-медицинскую экспертизу, идентифицировать микробы и многое другое. Самое главное, что нужно для такого исследования, — это большое количество исследуемого фрагмента ДНК. Однако ДНК, выделенной из клеток, тканей или любого другого биологического источника, часто бывает недостаточно для анализа. Таким образом, ученым нужно делать больше копий ДНК. Именно здесь и проявляется решающая роль "полимеразной цепной реакции". Что такое полимеразная цепная реакция? ПЦР использует способность ферментов полимеразы создавать копии генетического материала в лабораторных условиях. Этот метод был трудоемким и длительным способом получения копий ДНК, достаточных для дальнейшего изучения. Однако теперь это уже не так. Основная заслуга в этом принадлежит Кэри Маллису, который в 1983 году изобрел "полимеразную цепную реакцию" ПЦР , положив начало "биотехнологической революции". Сегодня ПЦР является очень распространенной лабораторной техникой даже в небольших лабораториях и используется для создания копий ДНК на регулярной основе. ПЦР может избирательно создавать копии интересующей ДНК посредством процесса, часто называемого "молекулярным фотокопированием". Каковы компоненты реакции ПЦР? Давайте кратко узнаем о каждом из этих компонентов. Для амплификации ДНК очень важны праймеры - короткие участки нуклеотидов примерно 20 п. Используется набор праймеров, как прямой праймер, так и обратный праймер.
Как говорится в рекомендациях, на сегодня это самый точный и надежный метод диагностики вирусной инфекции. Он позволяет определить даже очень небольшое количество РНК вируса в биологическом материале человека. Это помогает выявить болезнь в инкубационном периоде. Изобретенный в 1983 году метод и сейчас считается фундаментальным в молекулярной диагностике. Американский ученый, который придумал способ значительного увеличения малых концентраций фрагментов ДНК в биологической пробе, получил за него Нобелевскую премию. Метод используют в археологии, криминалистике, генетике. Как работает ПЦР-тест Для анализа из физиологических жидкостей извлекают одноцепочечную РНК, моделируют на ее основе двуцепочечную ДНК и многократно дублируют с помощью специального фермента полимеразы. Увеличение числа копий ДНК называется амплификацией. При исследовании копируется только необходимый для теста участок ДНК. И, конечно, дублирование происходит только в том случае, если искомый участок вирусной ДНК или РНК присутствует в исследуемом биоматериале. В случае с коронавирусом мазок для анализа берут из ротоглотки или носоглотки, поскольку в крови или в кале вирус появляется на более продвинутой стадии болезни. Эти тесты были разработаны «Вектором» уже в начале января, основываясь на имеющихся данных о вирусе. Центр производит 500 тыс. По данным производителя, он поставляется в 15 крупнейших диагностических лабораторий страны: в том числе в частные лаборатории «Хеликс» и «Гемотест». Российско-японские тесты 20 марта Росздравнадзор дал разрешение на использование российско-японской диагностической системы по выявлению коронавируса, которую вывела на российский рынок компания «Эвотэк-Мирай Геномикс» EMG. Инвестором проекта выступил Российский фонд прямых инвестиций. Российско-японская технология для экспресс-диагностики COVID-19 является совместной разработкой японской компании «Mirai Genomics» и ее российского партнера «ООО «Генетические технологии», которая представляет собой как непосредственно тесты, так и портативные диагностические системы. Российско-японская разработка позволяет осуществлять высокоточную экспресс-диагностику вируса максимум за 30 минут. Благодаря тому, что технология адаптирована под мобильные лаборатории, она позволяет тестировать людей где угодно и может обрабатывать образцы сразу 20 человек.
ПЦР: простыми словами о принципе работы, применении и новых технологиях
Что такое полимеразная цепная реакция (ПЦР)? Полимеразная цепная реакция — это технология, позволяющая выделить из двойной спирали ДНК участок с конкретным геном, размножить его и изучить. На данный момент существует два способа определения мутации: методом ПЦР (полимеразная цепная реакция) и NGS (метод секвенирования нового поколения).
Азбука жизни. Зачем в онкологии нужны ПЦР-тесты и какую информацию о болезни хранит в себе ДНК
Из кода ДНК мы можем определить генетическую основу заболеваний, разработать лекарства, провести судебно-медицинскую экспертизу, идентифицировать микробы и многое другое. Самое главное, что нужно для такого исследования, — это большое количество исследуемого фрагмента ДНК. Однако ДНК, выделенной из клеток, тканей или любого другого биологического источника, часто бывает недостаточно для анализа. Таким образом, ученым нужно делать больше копий ДНК. Именно здесь и проявляется решающая роль "полимеразной цепной реакции". Что такое полимеразная цепная реакция? ПЦР использует способность ферментов полимеразы создавать копии генетического материала в лабораторных условиях. Этот метод был трудоемким и длительным способом получения копий ДНК, достаточных для дальнейшего изучения.
Однако теперь это уже не так. Основная заслуга в этом принадлежит Кэри Маллису, который в 1983 году изобрел "полимеразную цепную реакцию" ПЦР , положив начало "биотехнологической революции". Сегодня ПЦР является очень распространенной лабораторной техникой даже в небольших лабораториях и используется для создания копий ДНК на регулярной основе. ПЦР может избирательно создавать копии интересующей ДНК посредством процесса, часто называемого "молекулярным фотокопированием". Каковы компоненты реакции ПЦР? Давайте кратко узнаем о каждом из этих компонентов. Для амплификации ДНК очень важны праймеры - короткие участки нуклеотидов примерно 20 п.
Используется набор праймеров, как прямой праймер, так и обратный праймер.
Наконец, необходимо учитывать, что ПЦР может быть использован не только для диагностики болезней, но и для исследования генетических мутаций, генной экспрессии и других биологических процессов. Однако при этом необходимо учитывать, что ПЦР может не обнаруживать изменения в ДНК, которые могут быть связаны с развитием болезни.
В целом, ПЦР является эффективным методом для диагностики болезней и исследований генетических мутаций и биологических процессов. Однако необходимо учитывать его особенности, такие как высокая чувствительность и специфичность, высокая стоимость и сложность проведения, возможность автоматизации и влияние факторов на результаты. Это позволит получить точные и надежные результаты и применять ПЦР в клинической практике и исследованиях с максимальной эффективностью.
Если же вам необходимо зарегистрировать медицинское изделие для in vitro диагностики , в частности для проведения такого метода исследований как ПЦР, вы можете обратиться в наше агентство - окажем вам экспертную помощь на всем пути регистрации! У вас остались вопросы?
Полимеразная цепная реакция позволяет диагностировать некультивируемые, трудно культивируемые и латентно существующие формы патогенных микроорганизмов.
Высокую чувствительность. Даже если в исследуемом материале присутствует всего один фрагмент генетического материала возбудителя, тест все равно показывает его. В ходе диагностики выявляют уникальную последовательность нуклеотидов в цепочке ДНК, характерную только для конкретного патогенного микроорганизма, провоцирующего развитие заболевания.
Высокую скорость выполнения. Для установки реакции достаточно несколько часов. Пациент получает результаты анализа на следующий день после сдачи.
Метод основан на введении комплементарного продукту амплификации ДНК-зонда с флуоресцентным репортером на одном конце зонда и гасителем флуоресценции на противоположном. Когда гаситель находится в непосредственной близости от репортера, он поглощает сигнал и репортер не даёт флуоресценции. Во время амплификации целостность зонда нарушается и репортер можно обнаружить по флуоресценции после возбуждения лазером. Следовательно, увеличение количества продукта, с которым связывается репортерный зонд в каждом цикле ПЦР, вызывает пропорциональное увеличение флуоресценции. Метки могут флуорессцировать в фазе элонгации или в фазе отжига ПЦР [4]. Если последовательность зонда не очень длинная, то даже в связанном с ДНК состоянии они будут взаимодействовать друг с другом, и не будет испускаться флуоресценция.
В результате этого процесса и флюорофор, и его гаситель попадут в раствор, где вероятность нахождения этих веществ рядом будет небольшой, и флуоресценция восстановится [4]. Метки, работающие в фазу отжига : Флуорогенная шпилька — небольшая одноцепочечная молекула ДНК, которая в свободном состоянии способна образовывать особую пространственную структуру ДНК — шпильку. На один конец цепочки пришивают флуорофор, а на второй — вещество, его гасящее. Последовательность зонда комплементарна ДНК-мишени. В таком случае те молекулы зонда, которые плавают в растворе, не будут давать флуоресцентный сигнал, а связавшиеся с молекулами ДНК будут претерпевать конформационные изменения, в результате которых произойдёт пространственное разнесение флуорофора и его гасителя и восстановление флуоресценции. Регистрацию целесообразно проводить после денатурации [4].
Метка, основанная на методе FRET. Основа этого метода — наличие двух зондов, которые связываются с ДНК-мишенью на небольшом расстоянии друг от друга. При их близком расположении флюорофор-донор поглощает свет определённой длины волны и испускает свечение в более длинноволновом спектре. Эту волну, в свою очередь, поглощает флюорофор-акцептор и испускает регистрируемый свет. Применение[ править править код ] ПЦР в реальном времени широко используется для решения многих исследовательских задач в лабораториях. Кроме того, этот метод нашёл применение в медицине для диагностики заболеваний и в сфере биотехнологий для определения содержания микроорганизмов в продуктах питания и растительных материалах; для детекции ГМО.
Также кПЦР используется для генотипирования вирусов и других патогенов человека и определения их количественного содержания.