第一節(jié) 熒光PCR檢測(cè)試劑盒的簡(jiǎn)介

一、熒光PCR檢測(cè)試劑盒的概念與性質(zhì)

1、概念

熒光PCR檢測(cè)試劑盒采用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）技術(shù)檢測(cè)，可用于檢測(cè)各種待檢標(biāo)本(如血液、糞便、食物、生物材料等)中所感染的特定細(xì)菌或病毒的某一特定基因，進(jìn)而確定該細(xì)菌或病毒的感染/污染狀態(tài)。熒光PCR檢測(cè)試劑盒中所含引物能特異性擴(kuò)增該細(xì)菌或者病毒的保守區(qū)域，不會(huì)交叉擴(kuò)增細(xì)胞基因組。與傳統(tǒng)的選擇性培養(yǎng)基培養(yǎng)檢測(cè)方法和免疫血清學(xué)檢測(cè)方法相比較，熒光PCR檢測(cè)試劑盒檢測(cè)方法更為快速，特異性更高。

2、性質(zhì)

特異性；靈敏性；定量準(zhǔn)確性（標(biāo)準(zhǔn)品）；穩(wěn)定性；擴(kuò)增效率：看曲線的斜率；熒光值：有效線性范圍：103-109/mL；精密性。

擴(kuò)增曲線

二、熒光PCR檢測(cè)試劑盒在不同領(lǐng)域的用途

熒光PCR檢測(cè)試劑盒，供體外檢測(cè)使用。通過檢測(cè)可以確認(rèn)各種待檢標(biāo)本(如血液、糞便、食物、生物材料等)否感染或污染特定細(xì)菌或者病毒。

1、家畜傳染病學(xué)和獸醫(yī)衛(wèi)生檢疫學(xué)領(lǐng)域

組根據(jù)國(guó)內(nèi)外重大動(dòng)物疫病快速診斷與檢測(cè)需求，針對(duì)口蹄疫、新城疫、禽流感、豬鏈球菌病、狂犬病、動(dòng)物源戊型肝炎、高致病性豬藍(lán)耳病、H3N8亞型馬流感、鯉春病以及魚傳染性造血器官壞死病10種重大動(dòng)物疫病，經(jīng)大量基因序列數(shù)據(jù) 分析 ，引物探針設(shè)計(jì)，篩選優(yōu)化，敏感性特異性等試驗(yàn)，在國(guó)內(nèi)外率先建立了檢測(cè)上述重大動(dòng)物疫病的靈敏、特異、快速的18項(xiàng)實(shí)時(shí)熒光PCR檢測(cè)技術(shù)。根據(jù)研發(fā)的檢測(cè)技術(shù)，研制出18種熒光PCR配套檢測(cè)試劑盒，建立生產(chǎn)質(zhì)控標(biāo)準(zhǔn)，在重大疫病防控工作中發(fā)揮重要作用。

2、血液分子生物學(xué)檢驗(yàn)

目前，熒光PCR檢測(cè)試劑盒技術(shù)在血液學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域已得到廣泛應(yīng)用，如應(yīng)用于血液病基因 分析 、基因診斷、白血病分型、指導(dǎo)治療、判斷預(yù)后和微小留病檢測(cè)等方面。隨著分子生物學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，血液病的基因表達(dá)和治療、細(xì)胞之間和細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)、特異的血液病基因或融合基因的檢測(cè)及應(yīng)用將成為當(dāng)代血液分子生物學(xué)檢驗(yàn)的主要內(nèi)容和方向。

三、熒光PCR檢測(cè)試劑盒工業(yè)的發(fā)展簡(jiǎn)史

隨著人類基因組計(jì)劃的完成，后基因時(shí)代已經(jīng)到來，未來必然是基因診斷代替目前醫(yī)療機(jī)構(gòu)采用的培養(yǎng)法和免疫血清學(xué)方法通過檢測(cè)DNA可以快速高效的診斷疾病。

隨著生物技術(shù)和生命科學(xué)的發(fā)展，21世紀(jì)將是生物技術(shù)的世紀(jì)。作為生物技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物，診斷試劑也在不斷隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展不斷拓寬其種類。雖然目前診斷試劑僅占生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的25%，然而卻對(duì)當(dāng)前的醫(yī)療診斷產(chǎn)生了很大的沖擊。由于遺傳工程、基因重組以及單株抗體等生物技術(shù)不斷應(yīng)用于開發(fā)診斷試劑，因而除了增加試劑的敏感度及特異性外，也使得過去不可能或曠日費(fèi)時(shí)的傳染病、腫瘤或基因異常等診斷，成為可能或快速的診斷。此外，與自動(dòng)化 分析 儀器或電子技術(shù)的結(jié)合，更使這些精確的診斷不僅由 研究 階段進(jìn)入了臨床例行診斷階段，而且縮短了醫(yī)療與診斷之間的距離。

臨床診斷試劑最初主要是由醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室或檢驗(yàn)操作人員自己配置，試劑種類少，應(yīng)用面窄；隨后一些生產(chǎn)化學(xué)試劑和藥品、醫(yī)療儀器廠家的加入，形成了初期的診斷試劑產(chǎn)業(yè)。在過去20年，隨著科技的發(fā)展，尤其現(xiàn)代生物技術(shù)、單克隆抗體技術(shù)、微電子處理器、光化學(xué)等方面的重要發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展，診斷試劑先后經(jīng)歷了化學(xué)、酶、免疫測(cè)定和探針技術(shù)4次技術(shù)革命，每一次革命都使臨床診斷試劑的技術(shù)跨上了一個(gè)新臺(tái)階。不僅靈敏度、特異性有了極大地提高，而且應(yīng)用范圍迅速擴(kuò)大，操作門檻逐步降低，同時(shí)也使得臨床診斷試劑的商業(yè)價(jià)值日趨重要，現(xiàn)在臨床診斷度劑已發(fā)展成為一個(gè)擁有200億美元國(guó)際市場(chǎng)，年增長(zhǎng)達(dá)到3%～5%的朝陽產(chǎn)業(yè)，在疾病預(yù)防、療效和愈后的判斷、治療藥物的監(jiān)測(cè)、健康狀況的評(píng)價(jià)以及遺傳性預(yù)測(cè)等領(lǐng)域，正發(fā)揮著越來越大的作用。

目前國(guó)內(nèi)臨床診斷試劑市場(chǎng)規(guī)模已經(jīng)發(fā)展到每年30億～40億元人民幣的銷售額，其中臨床生化占30%，免疫產(chǎn)品25%，血液產(chǎn)品8%～10%，尿液 分析 產(chǎn)品3%～5%，微生物產(chǎn)品2%～3%。未來5年，國(guó)內(nèi)臨床診斷市場(chǎng)的年增長(zhǎng)率高達(dá)15%～20%。由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)起步晚，產(chǎn)業(yè)化發(fā)展長(zhǎng)期滯后，所以同國(guó)外公司相比，國(guó)內(nèi)的企業(yè)普遍規(guī)模小、品種少，發(fā)展不均衡，國(guó)內(nèi)企業(yè)年銷售額超過或接近1億的診斷試劑生產(chǎn)企業(yè)寥寥無機(jī)，銷售額超過5000萬元人民幣的不超過10家。同時(shí)由于惡性競(jìng)爭(zhēng)的結(jié)果，各企業(yè)的平均贏利水平都大幅度下降，從最初的40%～50%，下降到目前的10%～20%。國(guó)內(nèi)診斷試劑前10家的生產(chǎn)廠家的銷售額市場(chǎng)占有率為20%左右。大型生產(chǎn)廠家以獨(dú)資、合資為主。許多企業(yè)的股份制改造已經(jīng)完成，一些企業(yè)正在尋求上市。

目前，中國(guó)診斷試劑生產(chǎn)企業(yè)正處于發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，隨著人們對(duì)診斷試劑在預(yù)防與治療疾病過程中重要性認(rèn)識(shí)的增加、市場(chǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及國(guó)家日益加強(qiáng)的對(duì)產(chǎn)品生產(chǎn)廠家的嚴(yán)格管理，中國(guó)臨床診斷試劑產(chǎn)業(yè)已經(jīng)有了一個(gè)日趨良好的發(fā) 展環(huán)境。同時(shí)臨床檢驗(yàn) 市場(chǎng)發(fā)展 速度的減緩，使得各主要廠商在致力于尋找新的更大的市場(chǎng)機(jī)會(huì)外，也更加注重企業(yè)整體水平的競(jìng)爭(zhēng)，這都無疑有利于產(chǎn)業(yè)的發(fā)展壯大。

第二節(jié) 熒光PCR檢測(cè)試劑盒的技術(shù)現(xiàn)狀

一、熒光PCR檢測(cè)試劑盒的技術(shù)現(xiàn)狀簡(jiǎn)述

熒光PCR檢測(cè)試劑盒檢測(cè)原理是由一對(duì)引物介導(dǎo)，能在動(dòng)植物體外對(duì)特定基因(DNA)片斷進(jìn)行快速酶促擴(kuò)增，經(jīng)過n個(gè)熱循環(huán)擴(kuò)增，擴(kuò)增產(chǎn)物中所含特定基因數(shù)是原始模板數(shù)的(1+E)n(0＜E＜1,擴(kuò)增效率＝倍，使得檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物中的特定基因成為可能。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)自從1993年到現(xiàn)在很快經(jīng)歷了四代產(chǎn)品：

第一代：手動(dòng)/機(jī)械手式水浴基因擴(kuò)增 

用三個(gè)恒溫水浴箱，分別將三個(gè)水浴溫度恒定在三個(gè)溫度：PCR的高溫變性溫度（如94℃）低溫復(fù)性溫度（如58℃），適溫延伸溫度（如72℃）。再用一個(gè)裝有PCR標(biāo)本試管的提籃，用手工在不同溫度的水浴箱中依次水浴，標(biāo)本在每個(gè)水浴箱中恒溫的時(shí)間用秒表計(jì)時(shí)。這樣PCR標(biāo)本就能完成下述形式的熱循環(huán)：94℃ 30S       58℃ 45S       72℃  60S          40次循環(huán)

這種方法的特點(diǎn)是：實(shí)驗(yàn)人員勞動(dòng)強(qiáng)度大，容易因疲勞引起差錯(cuò)；而優(yōu)點(diǎn)是:設(shè)備簡(jiǎn)單，投資少，與自動(dòng)化基因擴(kuò)增儀相比，它無須升降溫過程，實(shí)驗(yàn)時(shí)間短，試驗(yàn)更接近理想PCR反應(yīng)條件，事實(shí)表明實(shí)驗(yàn)效果還是不錯(cuò)的，但由于標(biāo)本試管從一個(gè)水浴箱往另一個(gè)水浴箱移動(dòng)中要較短暫暴露于空氣中，因此如移動(dòng)速度不夠快時(shí)也會(huì)對(duì)標(biāo)本形成溫度干擾，影響結(jié)果。本方法的另外一些缺點(diǎn)包括只能局限三個(gè)溫階（某些PCR反應(yīng)需要多于三個(gè)溫階）、液體污染以及在低氣壓地區(qū)水溫難以燒到94℃變性溫度等。

為改進(jìn)提高本方法的自動(dòng)化水平，有人設(shè)計(jì)了機(jī)械手裝置，替代上述手工移動(dòng)標(biāo)本過程，形成了機(jī)械手水浴式基因擴(kuò)增儀，該改進(jìn)解決了實(shí)驗(yàn)人員的高強(qiáng)度勞動(dòng)問題，但又帶來了一個(gè)機(jī)械手部件大行程頻繁相對(duì)運(yùn)動(dòng)而引起的高故障。這種類型的基因擴(kuò)增儀在九十年代中期我國(guó)北京、上海有定型的產(chǎn)品銷售，應(yīng)用也較廣，曾為我國(guó)的分子生物學(xué)的發(fā)展做出過積極貢獻(xiàn)，而后便逐步被自動(dòng)化程度更高的擴(kuò)增儀替代，現(xiàn)在很少有單位使用。 

第二代：自動(dòng)化控制型定性基因擴(kuò)增儀

與上述水浴式擴(kuò)增儀相比，也有人稱該種擴(kuò)增儀為干式基因擴(kuò)增儀，它是最具代表性的擴(kuò)增儀，包括后續(xù)介紹的第三代、第四代都是以第二代為基礎(chǔ)集成了定量檢測(cè)部分。

第三代：終點(diǎn)定量/半定量

第二代的定性PCR只能判斷陰性陽性，而無法評(píng)價(jià)特定核酸的濃度及定量 分析 ，定量PCR至少能達(dá)到定性PCR無法實(shí)現(xiàn)的下列功能：潛伏期病毒濃度探測(cè)；感染程度；致病病原體數(shù)量變化測(cè)定；抗病毒藥物療效評(píng)估；恢復(fù)期病毒載量檢測(cè)

自從1996年美國(guó)ABI公司發(fā)明第一臺(tái)熒光定量PCR儀以來，PCR技術(shù)和應(yīng)用從定性向定量快速發(fā)展.終點(diǎn)定量PCR的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少，對(duì)于國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)條件還不能購(gòu)買昂貴實(shí)時(shí)熒光定量PCR儀的科研單位和醫(yī)療機(jī)構(gòu)，利用現(xiàn)有的第二代常規(guī)定性PCR儀，在添加一臺(tái)專用的單孔PCR終點(diǎn)產(chǎn)物熒光定量檢測(cè)儀便可開始工作，起到定量的作用。終點(diǎn)定量PCR技術(shù)是從定性向?qū)崟r(shí)定量過渡的一個(gè)中間產(chǎn)品，而PCR終點(diǎn)產(chǎn)物熒光定量?jī)x進(jìn)口產(chǎn)品較少，國(guó)產(chǎn)儀器較多，如西安天隆的TL988，上海棱光的DA620型等 

第四代：實(shí)時(shí)定量PCR

實(shí)時(shí)定量QPCR儀＋實(shí)時(shí)熒光定量試劑+通用電腦+自動(dòng) 分析 軟件，構(gòu)成PCR-DNA/RNA實(shí)時(shí)熒光定量檢測(cè)系統(tǒng)。

二、熒光PCR檢測(cè)試劑盒技術(shù)流程

基本原理：通過大量對(duì)比某一種細(xì)菌或病毒的基因，得到該細(xì)菌或病毒共同保守序列，根據(jù)該序列設(shè)計(jì)特異性引物，通過PCR擴(kuò)增，即可獲得相應(yīng)大小的片段，以此來檢測(cè)該細(xì)菌或者病毒的感染/污染狀態(tài)。

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