一文读懂PCR技术如何检测Covid

随着新型冠状病毒（2019-nCoV）的全球蔓延，世界卫生组织11月9日发布的最新数据显示，全球累计新冠确诊病例已超5000万例，全世界人民的人身安全受到了极大的威胁，经济发展也遭遇了前所未有的挑战。为了尽快打赢这场防疫阻击战，如何快速、准确地检测出病毒是关键。

目前，采用RT-PCR技术检测新冠病毒核酸是最为主流的方法，截至2020年10月，在国家药监局备案并上市的核酸检测试剂已经有11种。

那么，

到底什么是PCR技术？

它是如何检测新冠病毒的？

怎样才能保障PCR设备迅速、稳定、可靠地完成新冠病毒检测呢？

什么是PCR？

PCR（polymerase chain reaction）是在DNA聚合酶的催化下，以母DNA为模板，以特异性引物为延伸起点，通过变性、退火、延伸等步骤，用父链模板DNA在体外复制互补DNA子链。

它是体外合成DNA的扩增技术之一，能在体外快速特异扩增出任何目的的DNA。这种扩增方法，每个循环得到的DNA都是上一循环的两倍，那么循环10次DNA就能扩增1000倍，循环30次就能达到10亿倍。

因此，我们可以利用PCR技术，对患者的生物样本中的目标DNA进行扩增，萤光设备实时监测PCR过程中产生的DNA分子，如果样本中含有病毒（目标DNA或者RNA反转录形成的cDNA），就可以被迅速、准确地监测出来。

反应要素（组成成分，试剂）

利用PCR技术进行核酸检测的样本（即试剂，见下图）由耐热聚合酶、引物、原料、缓冲液Mg2+离子、目标DNA（模板）等主要要素组成。其中模板即是要检测的病毒。

反应过程

从患者采集的生物样本放入PCR设备对目标DNA进行扩增的反应包括以下不断循环的三个步骤：变性、退火、延伸。

从上图可以看出，每个步骤都需要将温度控制在指定的范围：

Step 1. 95℃（1分钟）：

通过加热将模板DNA的氢键断开，形成单链。

Step 2. 55℃（45秒）：

温度降至55摄氏度左右时，引物将与互补序列结合。

Step 3. 72℃（1分钟）：

当一个PCR循环结束时，目标DNA增加两倍。

反复的变性、退火和延伸循环，会使得DNA呈几何级数扩增。