新型冠状病毒核酸检测：PCR技术是如何检测病毒的？

是不是诊断患者与否或者说病毒感染新冠病原体？

许多人具体来说想不到的，是抽取呼吸系统中的样品，在生物医学展开分立，直至找出病原体。

但，此种设想较好，而操作过程出来具备相当大的控制技术心理障碍。

新冠病原体直径约多于60-140奈米，通常细胞核的直径约在10-20nm，而细丝的直径约在60-90nm。

假如将细胞核想像成可以可容Bazas的运动场，而病原体则比方说里头的某一小靠窗通常破烂。

要想在这般小的孔径上分立出病原体，具体来说是十分十分困难的事，更别说怎样去辨识新冠病原体与其它病原体的差异。

现阶段现代人所采用的新冠病原体多肽检验控制技术，主要是一类叫作动态萤光 RT-PCR 的控制技术。

为的是更快认知它，我们可能将要先从DNA的拷贝讲起。

消化系统的组织机构由无数个细胞核共同组成，每一细胞核是一个模块，它各别井然有序地展开运转，这般形成了繁杂的本机。

Ugi就细胞核来说，它又由坐落于内层的细胞核膜、充填在细胞核膜内的细胞核质和细胞核核共同组成。

而细胞核核简来说之，核大自然是核心理念，最重要的小东西。

而DNA则主要存在于细胞核核内。

我们知道，细胞核可展开繁殖，由一个变成两个，两个变成四个，以此类推。

细胞核要想从一个变成两个，它大自然需要将细胞核的各个部件展开拷贝生产，最后，再装配出一个全新的子代。

换言之，细胞核核内的DNA也要完成拷贝增殖。

那么DNA怎样展开拷贝呢？

DNA分子的基本结构是由一个脱氧核糖核苷酸相互间配对耦合而成的双链结构。

脱氧核糖核苷酸由一分子碱基，一分子脱氧核糖和一分子磷酸共同组成。

形成DNA的脱氧核糖核苷酸有4种，分别是A、T、C、G脱氧核糖核苷酸，其中ATCG代表着四种不同的碱基。

而形成RNA的核糖核苷酸也有4种，分别是A、U、C、G核糖核苷酸。

这四种核苷酸形成两两配对关系。比如，在DNA中，A和T碱基可以相互配对，而C和G碱基则可以组合。

同样，在RNA中，A-U配对（即U取代了T的位置），G-C配对。此种配对原则，也适用在RNA与DNA交互配对之间。

当DNA需要展开拷贝时，DNA解旋酶会将双链打开。

随后引物酶会在DNA单链上的特定片段，先行生成一段引物，该引物往往是一小段RNA。

随后，DNA聚合酶会辨识到引物，然后从其位置开始，按照特定方向，按照碱基配对原则，依次生成一条新DNA片段。

DNA的拷贝是这样一小段、一小段展开拷贝的，而且可以多位点同时展开，提高了效率。

但，此时与旧DNA链互补的成分里还有引物RNA存在。

所以，此时一类叫作多肽外切酶会将引物从DNA链中剔除掉。

随后DNA聚合酶再会将这些小缺口展开填补，这般一条完整的DNA链就形成了。

我们常说的遗传物质，通常是指的DNA。但，对于病原体来说，RNA则是它的遗传物质。

对于细胞核结构来讲，只要有DNA的地方，DNA具备支配作用。

而此时的RNA，也受DNA指挥。

比如，当我们的细胞核需要合成蛋白质时，坐落于细胞核核的某一DNA片段就会打开，然后在酶的作用下，合成信使RNA（mRNA），信使RNA则回头可以在核糖体处，合成肽链。

在这个过程中，我们看到了遗传信息由DNA到RNA的过程，我们称其为遗传信息转录，该过程简称转录。

而对于病原体来说，它比较特殊，许多病原体都以RNA为自己的遗传物质。

这是因为它侵入细胞核之后，可以将自己的RNA释放其中，最后转录出病原体DNA。

因为该过程是由遗传信息是由RNA到DNA的过程，所以称为逆转录。

1983年，一位名叫穆利斯（Kary Banks Mullis）的科学家，克服重重十分困难，实现了体外展开DNA拷贝过程，随后该控制技术被命名为聚合酶链式反应（PCR）。

而穆利斯因该项伟大发明，而荣获1993年的诺贝尔化学奖。

PCR控制技术，并不是一蹴而就的，它是在一系列相关分子生物学控制技术上的基础上发展而来的。

它的原理是将一小段DNA片段放在富含脱氧核糖、DNA合成酶、引物的营养液中，通过控制温度等，来展开拷贝、扩增该特定的DNA片段的过程。

简单来讲，PCR控制技术是将DNA在体外展开快速扩充的生物分子控制技术。

具体来说，PCR控制技术分为以下几个过程：

DNA变性：（95℃）双链DNA模板在热作用下，氢键断裂，形成单链DNA。

退火：（60℃）系统温度降低，引物与DNA模板结合，形成局部双链。

延伸：在Taq酶（在72℃左右，活性最佳）的作用下，以脱氧核糖核苷酸为原料，按照特定方向延伸，合成与模板互补的DNA链。

每一循环经过变性、退火和延伸，DNA含量即增加一倍。

这般不断反复展开扩增，最终经过几十个周期，就可以合成数量可观的DNA小片段。

PCR通过对DNA特定片段展开扩增，具备重要意义。

比如，我们可以将某些我们想要的片段在体外展开拷贝、扩增，然后导入到目标细胞核，观察该细胞核基因表达的情况，来判断目标基因的具体特性。

此外，PCR也可以将可能将还要细菌的DNA展开拷贝扩增，最后用预先准备好的互补片段与之反应，这般就检验该样液中与否有某种细菌了。

病原体和细胞核一样，也是一类古老的生命。但，最大的不同在于，细胞核选择了自给自足的生存策略，而病原体则选择了寄生。

病原体由内层的蛋白外壳和多肽共同组成，它没有细胞核器。

正是因为病原体没有细胞核的细胞核器，来完成独立的生命代谢活动，大自然它也无法完成蛋白质、多肽的拷贝，也就无法独立繁殖。

多于病原体进入细胞核内之后，用自己的多肽来指导细胞核的细胞核器，来为自己生产蛋白质和多肽才可以完成拷贝。

要想检验到病原体，理论上来讲，有许多方法，只要能用病原体身上特有的结构来辨识它就可以做到检验的目的。

但，因为病原体太小，我们的控制技术限制了我们对其展开更细致全面的研究，所以要想鉴别出某种病原体，带来很大十分困难。

而就像运用PCR控制技术检验细菌的遗传物质一样，PCR也可用在检验病原体，但，因为病原体的遗传物质多是RNA，所以并不能像其它方式一样直接检验出来。

在研究了病原体在细胞核内拷贝流程之后，现代人发现，病原体要想在细胞核内繁殖，需要用自身RNA通过逆转录的方式先生成逆转录DNA，然后用逆转录DNA指导细胞核器为自己服务。

所以，根据病原体的这一特性，现代人通过检验病原体的逆转录DNA也可以知道病原体的存在有无。

而与PCR控制技术类似，该控制技术被称为RT-PCR控制技术（逆转录-PCR）。

在有了上述的基本知识后，我们就能认知新冠病原体是怎样来检验的了。

在发生新冠病原体病例之后，专业人员会将该病原体通过细致过程抽取出来，并通过种种处理给病原体RNA展开测序。

随后，将该病原体多肽序列公布出来，而大量的研究人员会在该病原体身上努力找出可以用来鉴别其的特异性的片段。

然后，人工合成与新冠病原体逆转录DNA片段的相匹配的同时含有萤光的染料或萤光探针。

此种染料在没有与目标DNA片段展开结合时，不会发光，而一旦匹配之后，就可以表现出萤光。

而研究人员，则可以根据萤光的强弱，通过计算机来计算初始DNA模板的数量。

最后，通过数据对比，就可以知道样液中与否存在新冠病原体了。

当然，这么说还是过于简单，操作过程要繁琐的多，因为抽取的样品里，新冠病原体可能将只占到很少的一部分，里头还会含有消化系统组织机构细胞核、以及其它病原体或细菌等微生物的多肽物质。

这就比方说在茫茫大海中寻找一枚绣花针。

所以，专业人员在对样品灭活处理后，要对包括组织机构细胞核、病原体、其它微生物在内的所有多肽物质展开抽取。

然后，运用PCR控制技术展开大量扩增。

此种扩增，可以提升病原体多肽片段的数量，进而给检验出该片段提供更大概率。

归纳来讲，新冠病原体多肽检验大致如下过程：

具体来说由医护人员穿戴防护服，收集坐落于患者鼻咽部的液体。

随后，在生物医学内对可能将存在的病原体样液展开灭活处理，并抽取样品的多肽（这里头病原体只占很小一部分）。

接着，对该样品多肽展开PCR控制技术扩增。

然后，将可与病原体信息匹配的萤光染料或萤光探针放入其中。

最后，通过萤光强度，再结合对照组情况，综合判断与否存在新冠病原体。

假如你知道上述这个流程，你就能认知，为什么之前许多人在做新冠病原体多肽检验时，无法得到阳性结果。

因为该控制技术本身要求样品中的病原体数量足够多，否则就会得到阴性结果。

此外，在从患者身上抽取样品时，因人群的多样性等各种原因，可能将抽取到的病原体数量也是不足的。

在上述此种情况下，相关专业人员，结合了CT情况，并不断反复展开多次病原体多肽检验，最终可以诊断。