你知道核酸檢測是怎么發(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”,呈雙螺旋結構,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”,新型冠狀病毒遺傳物質(zhì)的載體便是單鏈RNA。
從本質(zhì)上說,核酸是病毒最基礎的結構。
病毒由DNA或RNA其中一種組成,就像DNA會賦予每個人獨一無二的外表,病毒長成什么樣子,有怎么樣的作用效應,在人體對應出現(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,就要找到對應的密碼。
核酸檢測就是用已經(jīng)被科學家們解析出來的密碼,去匹配未知的鎖頭,當鎖打開了,大家就知道這組密碼所對應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這樣快捷方便的“密碼配對法”來確定。
不過,同細胞一樣,核酸也是很微小的物質(zhì),不可能用肉眼識別,那么大家又如何能夠得知對應的密碼成功開鎖了呢?
這時,就要派探針上場了。
探針是核酸檢測中一種重要的介質(zhì),它攜帶了能夠破解病毒的密碼以及一種會發(fā)出熒光的基團。
當樣本中含有病毒時,探針中的密碼就會和病毒的核酸結合,讓熒光基團脫離出來,順利發(fā)光。特定的儀器檢測到熒光的存在,便能確定密碼成功打開了裝著對應病毒的密碼柜柜門。
聽上去似乎有點復雜,其實這個熒光基團可以被理解為和密碼組合在一起的鑰匙扣。
如果密碼能夠和對應的病毒匹配,那么這個鑰匙扣就會和密碼分開,獨立發(fā)出熒光信號。反之,如果密碼無法配對,鑰匙扣也只能繼續(xù)和密碼捆綁在一起。
核酸檢測進行時
如果你曾經(jīng)做過核酸檢測,那么一定知道,在進行檢測時需要做咽拭子和鼻拭子,醫(yī)生護士會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,檢測機構就會告知你結果。
實際操作中,完成一次核酸檢測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擴增、熒光定量、檢測出結果幾大步驟。
在取樣之后,這份混合著潛在病毒的樣本就會被送入實驗室。
不過,這時的樣品還不能直接進行測定,因為在人的體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試儀器,這些額外的物質(zhì)會干擾檢測儀器,致使密碼無法精確配對,測試結果的準確度也會下降。
所以在測試前,技術人員要先排除所有非檢測核酸的污染物,保證測試能夠又準又快地進行。
但是,提取之后核酸的數(shù)量更為微小,即使和探針配對成功,微弱的熒光信號可能也不足以被儀器檢測。
這時,科學家們想到了新方法:將核酸序列大量復制(PCR擴增),當數(shù)量達到一定程度時,再與探針結合反應,進行熒光信號的測試。最后,熒光信號的有無會告訴你結果。
這樣復雜的工序,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試結果也需要將近6個小時。
初期,醫(yī)生與科學家們需要將每一份樣品的核酸序列都解析出來,再進行匹配。耗費的時長成倍增長,與病毒賽跑的壓力也就更大。
核酸檢測幫助我們與病毒對抗,背后復雜的原理凝聚著諸多科學家與醫(yī)務工作者的心血,科學中蘊含的無數(shù)真理,也等待著明天的你去找尋發(fā)掘。