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核酸检测的原理原来是这样的!
阅读次数:386 发布时间:2023/3/14 11:33:16
你知道核酸检测是怎么发现病毒的吗?这种黑科技是怎么让看不见的病毒“显形”的?
核酸是什么?
从生物诞生开始,核酸就承担着记录和传递遗传信息的功能。
我们熟悉的DNA就是核酸的一种,全称“脱氧核糖核酸”,呈双螺旋结构,是人类遗传物质的载体。
另一种核酸大家可能比较陌生,它叫RNA,又被称作“核糖核酸”,新型冠状病毒遗传物质的载体便是单链RNA。
从本质上说,核酸是病毒基础的结构。
病毒由DNA或RNA其中一种组成,就像DNA会赋予每个人的外表,病毒长成什么样子,有怎么样的作用效应,在人体对应出现什么病症,都由病毒的核酸说了算。
我们已经揭开了病毒的真面目,要想揪出潜藏在人类身体里的病毒,直接有效的方法就是找出它的核酸序列。
就像是每个上锁的柜子都有自己的密码,想要打开柜门,一窥病毒的真面目,就要找到对应的密码。
核酸检测就是用已经被科学家们解析出来的密码,去匹配未知的锁头,当锁打开了,大家就知道这组密码所对应的病毒究竟是何种模样。
基本上所有的已知病毒都可以通过核酸检测这样快捷方便的“密码配对法”来确定。
不过,同细胞一样,核酸也是很微小的物质,不可能用肉眼识别,那么大家又如何能够得知对应的密码成功开锁了呢?
这时,就要派探针上场了。
探针是核酸检测中一种重要的介质,它携带了能够破解病毒的密码以及一种会发出荧光的基团。
当样本中含有病毒时,探针中的密码就会和病毒的核酸结合,让荧光基团脱离出来,顺利发光。特定的仪器检测到荧光的存在,便能确定密码成功打开了装着对应病毒的密码柜柜门。
听上去似乎有点复杂,其实这个荧光基团可以被理解为和密码组合在一起的钥匙扣。
如果密码能够和对应的病毒匹配,那么这个钥匙扣就会和密码分开,独立发出荧光信号。反之,如果密码无法配对,钥匙扣也只能继续和密码捆绑在一起。
核酸检测进行时
如果你曾经做过核酸检测,那么一定知道,在进行检测时需要做咽拭子和鼻拭子,医生护士会用棉签在你的喉咙和鼻腔处分别提取体液,然后装入试管中封存起来。约半天后,检测机构就会告知你结果。
实际操作中,完成一次核酸检测可不是一件容易的事情,要经过取样、提取核酸、逆转录、PCR扩增、荧光定量、检测出结果几大步骤。
在取样之后,这份混合着潜在病毒的样本就会被送入实验室。
不过,这时的样品还不能直接进行测定,因为在人的体液中还含有很多其他的成分物质,如果贸然将全部的样品投入测试仪器,这些额外的物质会干扰检测仪器,致使密码无法精确配对,测试结果的准确度也会下降。
所以在测试,技术人员要先排除所有非检测核酸的污染物,保证测试能够又准又快地进行。
但是,提取之后核酸的数量更为微小,即使和探针配对成功,微弱的荧光信号可能也不足以被仪器检测。
这时,科学家们想到了新方法:将核酸序列大量复制(PCR扩增),当数量达到一定程度时,再与探针结合反应,进行荧光信号的测试。后,荧光信号的有无会告诉你结果。
这样复杂的工序,即使是在已经知晓了全部的核酸序列并制作好探针的情况下,从取得样本到获得测试结果也需要将近6个小时。
初期,医生与科学家们需要将每一份样品的核酸序列都解析出来,再进行匹配。耗费的时长成倍增长,与病毒赛跑的压力也就更大。
核酸检测帮助我们与病毒对抗,背后复杂的原理凝聚着诸多科学家与医务工作者的心血,科学中蕴含的无数真理,也等待着明天的你去找寻发掘。
核酸是什么?
从生物诞生开始,核酸就承担着记录和传递遗传信息的功能。
我们熟悉的DNA就是核酸的一种,全称“脱氧核糖核酸”,呈双螺旋结构,是人类遗传物质的载体。
另一种核酸大家可能比较陌生,它叫RNA,又被称作“核糖核酸”,新型冠状病毒遗传物质的载体便是单链RNA。
从本质上说,核酸是病毒基础的结构。
病毒由DNA或RNA其中一种组成,就像DNA会赋予每个人的外表,病毒长成什么样子,有怎么样的作用效应,在人体对应出现什么病症,都由病毒的核酸说了算。
我们已经揭开了病毒的真面目,要想揪出潜藏在人类身体里的病毒,直接有效的方法就是找出它的核酸序列。
就像是每个上锁的柜子都有自己的密码,想要打开柜门,一窥病毒的真面目,就要找到对应的密码。
核酸检测就是用已经被科学家们解析出来的密码,去匹配未知的锁头,当锁打开了,大家就知道这组密码所对应的病毒究竟是何种模样。
基本上所有的已知病毒都可以通过核酸检测这样快捷方便的“密码配对法”来确定。
不过,同细胞一样,核酸也是很微小的物质,不可能用肉眼识别,那么大家又如何能够得知对应的密码成功开锁了呢?
这时,就要派探针上场了。
探针是核酸检测中一种重要的介质,它携带了能够破解病毒的密码以及一种会发出荧光的基团。
当样本中含有病毒时,探针中的密码就会和病毒的核酸结合,让荧光基团脱离出来,顺利发光。特定的仪器检测到荧光的存在,便能确定密码成功打开了装着对应病毒的密码柜柜门。
听上去似乎有点复杂,其实这个荧光基团可以被理解为和密码组合在一起的钥匙扣。
如果密码能够和对应的病毒匹配,那么这个钥匙扣就会和密码分开,独立发出荧光信号。反之,如果密码无法配对,钥匙扣也只能继续和密码捆绑在一起。
核酸检测进行时
如果你曾经做过核酸检测,那么一定知道,在进行检测时需要做咽拭子和鼻拭子,医生护士会用棉签在你的喉咙和鼻腔处分别提取体液,然后装入试管中封存起来。约半天后,检测机构就会告知你结果。
实际操作中,完成一次核酸检测可不是一件容易的事情,要经过取样、提取核酸、逆转录、PCR扩增、荧光定量、检测出结果几大步骤。
在取样之后,这份混合着潜在病毒的样本就会被送入实验室。
不过,这时的样品还不能直接进行测定,因为在人的体液中还含有很多其他的成分物质,如果贸然将全部的样品投入测试仪器,这些额外的物质会干扰检测仪器,致使密码无法精确配对,测试结果的准确度也会下降。
所以在测试,技术人员要先排除所有非检测核酸的污染物,保证测试能够又准又快地进行。
但是,提取之后核酸的数量更为微小,即使和探针配对成功,微弱的荧光信号可能也不足以被仪器检测。
这时,科学家们想到了新方法:将核酸序列大量复制(PCR扩增),当数量达到一定程度时,再与探针结合反应,进行荧光信号的测试。后,荧光信号的有无会告诉你结果。
这样复杂的工序,即使是在已经知晓了全部的核酸序列并制作好探针的情况下,从取得样本到获得测试结果也需要将近6个小时。
初期,医生与科学家们需要将每一份样品的核酸序列都解析出来,再进行匹配。耗费的时长成倍增长,与病毒赛跑的压力也就更大。
核酸检测帮助我们与病毒对抗,背后复杂的原理凝聚着诸多科学家与医务工作者的心血,科学中蕴含的无数真理,也等待着明天的你去找寻发掘。
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