从2020年至今,不管我们愿不愿意新冠病毒都真实存在于这个世界上了,我们与它抗衡了三年,它是如此看不见、摸不着,只有感染过的人才真实的感知它的存在。那你们知道新冠病毒在实验室是如何被识别出来的吗?大家是否以为实验室检测就像下图里的检测人员一样有火眼金睛带戴上特殊眼镜就能一眼识别呢?
当然不是这样的,病毒很微小,新冠病毒只有60-140纳米,相当于人类头发丝的1000分之1并且不能离开宿主完成自己的繁殖和扩散必须寄生于细胞内才能完成。由于新冠病毒的传播途径大多是通过呼吸道和飞沫传播,我们的呼吸道上皮细胞最容易寄生新冠病毒,所以在做核酸采样时咽拭子和鼻咽拭子是首选的样本类型。对于新冠病毒检测人员来说,一份采集到正确部位且含有足够多上皮细胞的合格样本是我们检出新冠病毒的前提保障。下面,一起看看我们是如何在实验室里将新冠病毒找出来的。
首先,实验人员在生物安全柜内吸取一定量的病毒保存液加入到裂解液中,裂解液的作用除了可以破坏病毒寄生的人体细胞还可以将新冠病毒的包膜破坏掉,暴露出新冠病毒的遗传物质RNA,也就是核酸,如图1。
然后在自动化的提取仪器上完成核酸的提取和纯化,如图2。
核酸提取完成后我们得到的核酸并不完全是新冠病毒的核酸,而是样本中各种微生物所含有核酸的总和。那么我们要怎样才能把新冠病毒的核酸找出来呢?这时就需要用到含有新冠病毒特异区域的引物探针与提取的含有新冠病毒的核酸结合才能将新冠病毒找出来,新冠病毒特异区域主要包括ORF1ab、N、E等基因点位区域。如图3:
你以为只是这样特异结合就完成了吗?不,还得利用一种能够在短时间内将单个RNA或者DNA分子扩增数百万倍的生化过程的PCR技术,利用这一技术让新冠病毒在体外进行复制扩增放大,由一个变成多个由量少变成量多。如图4:
这一步骤是加入扩增反应体系后在扩增仪上通过温度的升降完成病毒RNA的变性、逆转录和扩增信号的放大,如图5:
最后通过仪器的光信号转换成电信号再通过分析处理系统形成了我们肉眼可见的线条,有S曲线生成表示有目标基因出现,没有曲线生成则是一条平直的直线则,一般来说新冠病毒阳性的判断标准是同时出现2个基因也就是2条S曲线,如图6中的绿色线条和蓝色线条,阴性就是没有出现S曲线或者是一条平行的直线如图6中的红色线条。
通过以上实验室流程和最后的数据分析实验人员就可以找出那些样本里面含有新冠病毒哪些样本不含新冠病毒了。
撰稿人:尹柳 审核:代联波 朱静 李依健 袁珣