你知道核酸檢測(cè)是怎么發(fā)現(xiàn)病毒的嗎?這種黑科技是怎么讓看不見的病毒“顯形"的?
核酸是什么?
從生物誕生開始,核酸就承擔(dān)著記錄和傳遞遺傳信息的功能。
我們熟悉的DNA就是核酸的一種,全稱“脫氧核糖核酸",呈雙螺旋結(jié)構(gòu),是人類遺傳物質(zhì)的載體。
另一種核酸大家可能比較陌生,它叫RNA,又被稱作“核糖核酸",新型guan狀病毒遺傳物質(zhì)的載體便是單鏈RNA。
從本質(zhì)上說,核酸是病毒最基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)。
病毒由DNA或RNA其中一種組成,就像DNA會(huì)賦予每個(gè)人獨(dú)1無2的外表,病毒長(zhǎng)成什么樣子,有怎么樣的作用效應(yīng),在人體對(duì)應(yīng)出現(xiàn)什么病癥,都由病毒的核酸說了算。
我們已經(jīng)揭開了病毒的真面目,要想揪出潛藏在人類身體里的病毒,最直接有效的方法就是找出它的核酸序列。
就像是每個(gè)上鎖的柜子都有自己的密碼,想要打開柜門,一窺病毒的真面目,就要找到對(duì)應(yīng)的密碼。
核酸檢測(cè)就是用已經(jīng)被科學(xué)家們解析出來的密碼,去匹配未知的鎖頭,當(dāng)鎖打開了,大家就知道這組密碼所對(duì)應(yīng)的病毒究竟是何種模樣。
基本上所有的已知病毒都可以通過核酸檢測(cè)這樣快捷方便的“密碼配對(duì)法"來確定。
不過,同細(xì)胞一樣,核酸也是很微小的物質(zhì),不可能用肉眼識(shí)別,那么大家又如何能夠得知對(duì)應(yīng)的密碼成功開鎖了呢?
這時(shí),就要派探針上場(chǎng)了。
探針是核酸檢測(cè)中一種重要的介質(zhì),它攜帶了能夠破解病毒的密碼以及一種會(huì)發(fā)出熒光的基團(tuán)。
當(dāng)樣本中含有bing毒時(shí),探針中的密碼就會(huì)和病毒的核酸結(jié)合,讓熒光基團(tuán)脫離出來,順利發(fā)光。特定的儀器檢測(cè)到熒光的存在,便能確定密碼成功打開了裝著對(duì)應(yīng)病毒的密碼柜柜門。
聽上去似乎有點(diǎn)復(fù)雜,其實(shí)這個(gè)熒光基團(tuán)可以被理解為和密碼組合在一起的鑰匙扣。
如果密碼能夠和對(duì)應(yīng)的病毒匹配,那么這個(gè)鑰匙扣就會(huì)和密碼分開,獨(dú)立發(fā)出熒光信號(hào)。反之,如果密碼無法配對(duì),鑰匙扣也只能繼續(xù)和密碼捆綁在一起。
核酸檢測(cè)進(jìn)行時(shí)
如果你曾經(jīng)做過核酸檢測(cè),那么一定知道,在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)需要做咽拭子和鼻拭子,醫(yī)生護(hù)士會(huì)用棉簽在你的喉嚨和鼻腔處分別提取體液,然后裝入試管中封存起來。約半天后,檢測(cè)機(jī)構(gòu)就會(huì)告知你結(jié)果。
實(shí)際操作中,完成一次核酸檢測(cè)可不是一件容易的事情,要經(jīng)過取樣、提取核酸、逆轉(zhuǎn)錄、PCR擴(kuò)增、熒光定量、檢測(cè)出結(jié)果幾大步驟。
在取樣之后,這份混合著潛在病毒的樣本就會(huì)被送入實(shí)驗(yàn)室。
不過,這時(shí)的樣品還不能直接進(jìn)行測(cè)定,因?yàn)樵谌说捏w液中還含有很多其他的成分物質(zhì),如果貿(mào)然將全部的樣品投入測(cè)試儀器,這些額外的物質(zhì)會(huì)干擾檢測(cè)儀器,致使密碼無法精確配對(duì),測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確度也會(huì)下降。
所以在測(cè)試前,技術(shù)人員要先排除所有非檢測(cè)核酸的污染物,保證測(cè)試能夠又準(zhǔn)又快地進(jìn)行。
但是,提取之后核酸的數(shù)量更為微小,即使和探針配對(duì)成功,微弱的熒光信號(hào)可能也不足以被儀器檢測(cè)。
這時(shí),科學(xué)家們想到了新方法:將核酸序列大量復(fù)制(PCR擴(kuò)增),當(dāng)數(shù)量達(dá)到一定程度時(shí),再與探針結(jié)合反應(yīng),進(jìn)行熒光信號(hào)的測(cè)試。最后,熒光信號(hào)的有無會(huì)告訴你結(jié)果。
這樣復(fù)雜的工序,即使是在已經(jīng)知曉了全部的核酸序列并制作好探針的情況下,從取得樣本到獲得測(cè)試結(jié)果也需要將近6個(gè)小時(shí)。
初期,醫(yī)生與科學(xué)家們需要將每一份樣品的核酸序列都解析出來,再進(jìn)行匹配。耗費(fèi)的時(shí)長(zhǎng)成倍增長(zhǎng),與病毒賽跑的壓力也就更大。
核酸檢測(cè)幫助我們與病毒對(duì)抗,背后復(fù)雜的原理凝聚著諸多科學(xué)家與醫(yī)務(wù)工作者的心血,科學(xué)中蘊(yùn)含的無數(shù)真理,也等待著明天的你去找尋發(fā)掘。