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分子诊断是指通过分子生物学的检测手段,检测患者体内基因结构或表达水平的技术。分子检测由于其检测速度快、灵敏度高和特异性强等特点,被广泛应用于血液筛查、 遗传性疾病、传染性疾病、肿瘤伴随诊断等领域。比如现今与我们息息相关的新冠核酸检测,就属于分子检测的应用实例。分子诊断的检测往往需要标准品,作为对照,校正系统误差,确保结果的准确性。下面就和大家分享分子诊断的背景知识和标准品的应用意义吧!
应用于分子诊断中的检测技术
分子诊断主要检测基因的序列结构和表达水平,主要的检测技术包括PCR、高通量测序、荧光原位杂交(FISH)、基因芯片等。其中,PCR与高通量测序等应用最为广泛。
PCR技术的原理是以样品DNA为模板,在聚合酶、引物和dNTP等扩增体系下复制出大量的子代DNA。第一代PCR通常在扩增后,采用琼脂糖凝胶电泳对产物进行检测,一般需要结合一代测序才能对基因型做定性分析。第二代荧光定量PCR(Real-Time PCR),也叫做qPCR,在反应体系中加入荧光物用于指示反应进程,利用荧光信号的变化来监测扩增产物的变化,通过荧光曲线来判断结果,并可以借助Cq值和标准曲线来定量。第三代PCR 微滴式数字PCR(Droplet Digital PCR, DDPCR)也用于定量分析,相比于二代PCR灵敏度更高,能测定基因拷贝数。其原理是将反应体系分为成千上万个纳升级的微滴,其中每个微滴或不含待检核酸靶分子,或者含有一个至数个待检核酸靶分子。经过扩增后,再通过检测荧光信号,并根据泊松分布原理及阳性微滴的个数与比例计算出模板数量。
二代测序由于通量高,在检测多个样品和多个位点时,能节省时间、降低成本,所以在分子诊断中有巨大的应用潜力。其原理是通过模板DNA 分子的化学修饰,将其锚定在纳米孔或微载体芯片上,利用碱基互补配对原理,在 DNA 聚合酶链反应或 DNA 连接酶反应过程中,通过采集荧光标记信号或化学反应信号,实现碱基序列的解读,一次性可完成几十万至上百万条序列的测定。
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