Телефон Службы 7
Бесплатный звонок по России 
Качественное оборудование на выгодных условиях

Вы здесь

ПЦР-диагностика коронавируса: как опознать вирус по копии его ДНК?

Компания “Служба 7” недавно представила новый прибор в линейке детекторов опасных биологических агентов “Индикатор Био”. Прибор на основе полимеразной цепной реакции в течение 20 минут идентифицирует наличие в пробе человека коронавируса COVID-19 и других инфекций. Технология проведения анализа предельно проста, а достоверность метода, при этом, составляет 98%. Разберемся, как работает прибор “Индикатор Био” и почему ПЦР-метод считается наиболее эффективным для диагностики инфекционных заболеваний.

 

История возникновения полимеразной цепной реакции (ПЦР)

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) - метод молекулярной биологии, позволяющий воссоздать участок специфического фрагмента ДНК из образца исходного материала, в разы увеличив его концентрацию в пробе. Впервые фермент ДНК-полимеразы выделил американский ученый Артур Корнберг, удостоенный за свою работу 1959 году Нобелевской премии.  

 

За звание первооткрывателя метода могут побороться два ученых - норвежец Хьелль Клеппе, в 1971 г. опубликовавший статью, где описал похожий на ПЦР метод, и американец Кэри Муллис, в 1983 году обосновавший и развивший метод амплификации (приумножения) генов. Вопрос о научном первенстве до сих пор остается довольно болезненным для научного сообщества на родине скандинавского ученого. 

 

Два года потребовалось Кэри Муллису и его команде на проведение испытаний, доказывающих состоятельность метода полимеразной цепной реакции. В 1985 году была подана заявка на патент, подтвержденная только в 1987 году. В этом же году Кэри Муллис представил миру первый прототип лабораторного амплификатора.  

 

В 1993 году Кэри Муллис был удостоен Нобелевской премии за разработку полимеразной цепной реакции.

 
Принцип метода полимеразной цепной реакции (ПЦР)
 

ПЦР-диагностика (полимеразная цепная реакция) - принцип молекулярной биологии, построенный на возможности многократного копирования участка генома вируса (амплификации), содержащегося в пробе биологической жидкости, посредством использования специальных ферментов (ДНК-полимераз). 

Воссозданный участок генного материала сопоставляется с имеющейся базой инфекционных заболеваний. Для классической лабораторной ПЦР-диагностики используются специальные приборы - амплификаторы, поддерживающие определенный температурный режим, необходимый для правильного протекания реакции. 

Метод полимеразной цепной реакции широко применяется не только для диагностики инфекционных заболеваний, но и в изучении наследственности, криминалистике и не только.  

 

Как работает прибор для обнаружения коронавируса “Индикатор Био”?

 

1. Для проведения ПЦР-диагностики с помощью "Индикатора БИО" берется мазок из полости рта.

2. Проба погружается в пробирку с физраствором.

3. Добавляется буферный раствор для выделения РНК вируса.

 

4. Выделяется РНК вируса при нагреве пробирки до 65°С.

 

5. Добавляется реакционная смесь.

 

6. Подготовленная проба помещается в ПЦР-чип.

 

7. Чип загружается в "Индикатор БИО" и запускается измерение.

 

​​

Материал для проведения ПЦР-диагностики коронавируса COVID-19

Для лабораторного ПЦР анализа может использоваться любая биологическая жидкость человека. Однако, в зависимости от того, какой вирус идентифицируется, тип тестируемого материала для ПЦР-диагностики может иметь существенное значение. Например, для определения инфекций, передающихся при контакте с кровососущими насекомыми, как: энцефалит, малярия,  бруцеллез, используется именно проба крови человека. 

 

В качестве биологического материала для ПЦР-диагностики коронавируса при помощи детектора “Индикатор Био” используется мазок со слизистой носа или горла человека.

 

Детектор “Индикатор Био” оснащен удобным сенсорным монитором для быстрого запуска диагностики, отображения графика протекания реакции и выведения результатов. На проведение анализа требуется не более 20-30 минут. 

 

Во время проведения полимеразной цепной реакции участок нуклеиновой кислоты вируса притягивается к тому же участку ДНК в пробе, если таковой содержится. Возникающая реакция отражается в виде графика флуоресценции на экране. По завершении анализа прибор должен показать одну кривую при отрицательном результате, и две - в случае обнаружения коронавируса в пробе. При этом, график COVID-19 имеет характерную форму, а степень кривизны отражает процент содержания копий вируса в пробе. О результатах анализа также говорит красный или зеленый световой индикатор.

 

Чувствительность “Индикатора Био” крайне высока, реагируя даже на единичные копии генома вируса в пробе. Многое зависит от реагента, который используется для проведения ПЦР-диагностики. Современные тест-системы, применяемые в ПЦР-лабораториях, обладают чувствительностью от 100 копий. Для заражения коронавирусом COVID-19 человеку требуется порядка 200-1000 копий. 

 

Порог чувствительности ПЦР-детектора “Индикатора Био” позволяет идентифицировать вирус в сверхмалой концентрации и диагностировать инфекцию  на ранних стадиях заболевания. 

 

 

 

Отличается ли метод, используемый в “Индикаторе Био” от классической лабораторной ПЦР-диагностики? 

 

 

1.  Разработан для полевых условий эксплуатации

 

На сегодня прибор для обнаружения коронавируса “Индикатор Био” не имеет аналогов с точки зрения простоты устройства, компактности, мобильности и при этом точности результатов. Прибор разрабатывался непосредственно для применения в полевых условиях. Например,  при необходимости проведения выездного анализа на месте без транспортировки больного или пробы в лабораторию.

 

2. Оперативность проведения анализа

 

В “Индикаторе Био” используется метод ПЦР-диагностики “в режиме реального времени”, который в несколько раз быстрее, чем классический ПЦР. 

 

На сегодня “Индикатор Био” - это наиболее оперативное оборудование для обнаружения коронавируса. На диагностику одного человека требуется не более 30 минут, включая процессы отбора и подготовки пробы. Анализ пробы, при этом,  занимает не более 20 минут. Также ведется разработка ПЦР-чипов, уже содержащих необходимый для диагностики реагент, что позволит сократить время на подготовку пробы.

 

3. Безопасность метода подготовки проб 

Метод полимеразной цепной реакции требует работы с генным материалом самого вируса. Справедливо возникают вопросы относительно безопасности ПЦР-диагностики для людей, контактирующих с пробой. Важно понимать, что для диагностики используется только небольшой воссозданный участок генома вируса COVID-19, не представляющий опасности. Кроме того, в “Индикаторе Био” используются одноразовые ПЦР-чипы, заклеиваемые специальным стикером перед началом исследования. После анализа ПЦР-чипы не вскрываются и утилизируются сразу после использования.

 

В этом плане метод ПЦР-диагностики коронавируса с применением детектора “Индикатор Био” считается даже более безопасным, чем классическая лабораторная диагностика, где существует риск контакта с тест-материалами при вскрытии пробирок. 

 

Сегодня человечество столкнулось с неизвестной эпидемией коронавируса COVID-19, и нет никакой гарантии, что в будущем мы не столкнемся с новыми угрозами биологического характера. Мы хорошо понимаем опасность и не перестаем разрабатывать все новые системы защиты от угроз терроризма, стихийных бедствий, техногенных аварий. Теперь предстоит с такой же серьезностью научиться справляться с эпидемиями. 

 

Именно новые средства диагностики, методы лечения и выработка механизмов сдерживания распространения патогенов позволят создать эффективную систему защиты от угроз биологического характера.