PCR 荧光检测未来发展情况探讨.docVIP

精品论文 参考文献 PCR 荧光检测未来发展情况探讨 黄进 林涛 桂林市人民医院设备科 541002 关键词：PCR，PCR 荧光检测，PCR 荧光检测仪单通道积木式设计，PCR 试剂全程质控的网点式供货 PCR就是“聚合酶链式反应”（ Polymerase Chain Reaction ）， 是一种在体外模拟天然DNA 复制的过程。由于该项技术发明使得人 类对生物学的认实取得重大进展。它在医学上的应用，对疾病的诊断 有重大意义。 在医学诊断上，使用的是荧光定量PCR。其原理是在PCR 反应 体系中加入荧光基团，利用荧光信号累积实时监测整个PCR 进程， 最后通过标准曲线对未知的起始模板进行定量分析的方法。其技术优 势有几个方面，光谱分析，灵敏度更高；探针使用，特异性更强；早 期检测，缩短窗口期；实现对免疫力低下和免疫耐受个体的检测；高 度自动化，操作简单，快速，便于数据的保存和统计分析。随着这方 面的技术不断提高，这种诊断方法会不断向基层医院普及，做荧光 PCR检测的数量和种类在不断增加。 这项技术的关键问题有两个。一个是PCR 荧光检测仪，包括实 时荧光定量PCR 仪和荧光定性PCR 仪两类。另一个就是检测相关病 毒DNA的PCR试剂。下面就这两方面的问题，探讨一下未来的发展 情况。 PCR 技术的基本原理类似于DNA 的天然复制过程，其特异性依 赖于与靶序列两端互补的寡核苷酸引物。PCR 由变性--退火--延伸 三个基本反应步骤构成：①模板DNA 的变性：模板DNA 经加热至 93℃左右一定时间后，使模板DNA 双链或经PCR 扩增形成的双链 DNA解离，使之成为单链，以便它与引物结合，为下轮反应作准备； ②模板DNA 与引物的退火(复性)：模板DNA 经加热变性成单链后， 温度降至55℃左右，引物与模板DNA单链的互补序列配对结合；③ 引物的延伸：DNA 模板--引物结合物在TaqDNA 聚合酶的作用下， 以dNTP为反应原料，靶序列为模板，按碱基互补配对与半保留复制 原理，合成一条新的与模板DNA 链互补的半保留复制链，重复循环 变性--退火--延伸三过程就可获得更多的“半保留复制链”，而且 这种新链又可成为下次循环的模板。每完成一个循环需2～4 分钟， 2～3 小时就能将待扩目的基因扩增放大几百万倍。如果在PCR 反应 体系中加入荧光基团，在一定量的紫外光激发下，目的基因的荧光发 光强度会随时间成一定规律变化。PCR荧光检测仪就是跟据这个原理 设计的。它包括温控系统和光学系统以及数据分析系统三部份。如果 只有一个实验杯放入口，一路光学通道，就是一台单通道PCR 荧光 检测仪。由于PCR 反应时间较长，大约要2 小时，要想增加检测量 就要采用多通道PCR荧光检测仪。 目前市场上出售的多通道PCR荧光检测仪是做在一个盒子里的， 这样的设计至少存在两个问题。其一，如果某一部件损坏，则整台机 器都不能用。其二，要想根据医院发展情况增加通道，则必须再买一 台整机。未来的PCR 荧光检测仪应当采用单通道积木式设计。一台 单通道PCR 荧光检测仪做成一个独立单元,它有实验杯放入口，通迅 串口，电源口。任意两台的通迅串口，电源口可以对接。对接之后就 成为一个双通道实体。如此延伸，按医院发展随意该变。最后通迅串 口通过电缆与电脑连接，各通道的控制，检测数据的处理以及检测报 告生成由电脑完成。这种单通道积木式设计，能够完全解决老式PCR 荧光检测仪的以上两个缺点。 PCR试剂的制做技术含量较高，因而成本也较高。PCR试剂的使 用有突发性，专用性和弥散性等特点。突发性是指PCR 某种试剂的 需求会因某种突发事件而成几十倍的增加。例如手足口病毒PCR 试 剂，会因为手足口病暴发而大量需求。专用性是指PCR 的一种试剂 只针对一种病毒。要检测不同DNA，就要用不同的试剂。弥散性是 指PCR 各种试剂的需求量，是因病人个体要求而定的。可能你订的 试剂只用了几支，其余都放在那闲着。也可能病人有需要，由于你这 里没有试剂而无法做。由前面介绍的PCR技术基本原理我们知道PCR 试剂的储运对环境温度有很高要求。储运温度太低会失活，太高会发 生变质。合理的温度是5-8 摄氏度。根据量子化学原理，即使在规定 储存温度范围内，也会随时间延长而发生变质，也就是说试剂有保质 期。而且保质期会随储运温度升高而减少。依据上述分析我们可以看 出，未来PCR 试剂的销售模式应当是在各大中城市设供货网点，各 网点对所服务的医院以另售方式供应试剂。这样工厂出来的试剂可以 用专用周转箱发到供货网点，供货网点有专用冰柜保存，用保温