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真空技术在核酸检测的关键作用

发布时间:2022-09-19 来源:中国自动化网 类型:行业知道 人浏览
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导读:

3月以来,新冠变异病毒在全国各地疯狂传播。作为防控疫情的关键,核酸检测已经逐渐常态化。但是做过这么多次核酸检测,你知道它的流程么?它是怎样检测出新冠病毒的?真空技术在核酸检测环节又发挥了怎样的作用?今天我们来一探究竟。

3月以来,新冠变异病毒在全国各地疯狂传播。作为防控疫情的关键,核酸检测已经逐渐常态化。但是做过这么多次核酸检测,你知道它的流程么?它是怎样检测出新冠病毒的?真空技术在核酸检测环节又发挥了怎样的作用?今天我们来一探究竟。

  进行核酸检验,需要经过取样、留样、留存、核酸提取、上机检测五个步骤。

  1、采集人体分泌物,用鼻试子或咽试子擦拭鼻腔或咽后壁及双侧咽扁桃体处。

  2、医务人员进行留样,将试子头浸入细胞保存液中,折断尾部后立即旋紧管盖。

  3、将样本放入密闭袋中,保存好并及时送检。

  4、将样本送进实验室,提取核酸。

  5、将提取物进行荧光PCR扩增反应。

  前三步大家都比较熟悉,最后两步我们是接触不到的,尤其荧光PCR扩增反应,感觉很厉害的样子。目前的新冠病毒核酸检测试剂盒,多数釆用荧光定量PCR检测法。所以核酸检测能做到快速准确,荧光定量PCR检测法才是核心武器。

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  那么什么是荧光定量PCR检测法呢?首先我们要知道何为PCR。PCR是一种用于放大扩增特定的DNA片段的分子生物学技术,它可看作是生物体外的特殊DNA复制,PCR的最大特点是能将微量的DNA大幅增加,所以当微量的新冠病毒DNA被复制后,样本里的病毒就会被发现。

  常规PCR检测通过反复升降温度达到DNA分子扩增的目的,但此技术操作复杂且无法实现精确定量,不适合当下的疫情监测。荧光定量PCR方法的检测原理,是以病毒独特的基因序列检测靶标,通过PCR扩增,使靶标的DNA序列指数级增加,每一个扩增出来的DNA序列,都可与预先加入的一段荧光标记探针结合,产生荧光信号,而测量累计的荧光信号,就是确定样本中是否存在病毒核酸的依据。这是目前用的最多的阳性确诊方式。

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常规PCR检测流程

真空技术在核酸检测的关键作用

荧光定量PCR操作流程

  说到这里,核酸检测的流程我们已经大体了解了。那么荧光定量PCR检测法和真空技术有什么关系呢?

  在最后的上机检测环节,医护人员需要观测样本中是否有新冠病毒DNA序列所产生的荧光信号,用什么观测?就是荧光PCR核酸检测设备的核心元器件:荧光滤光片。

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荧光PCR核酸检测设备

  荧光滤光片是应用于生物医学和生命科学仪器的关键元件,主要作用是在生物医学荧光检验分析系统中分离和选择物质的激发光与发射荧光的特征波段光谱。分子在吸收带吸收激发光谱,然后在发射带发射长波的辐射光谱,即形成了荧光光谱,这是荧光滤光片的工作原理。荧光滤光片包含激发滤光片,发射滤光片和分色镜。高性能的荧光滤光片可以极大提高病毒定量检测的准确性和可靠性。

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  自2022年新一轮新冠疫情出现以来,全国各地的光学仪器生产商持续保障荧光滤光组件的生产供应。比如全国核酸检测用PCR滤光器件的龙头企业沈阳仪表院光学公司就在3月末紧急启动三级应急预案,实行封闭管理,24小时不停产,全力保障各地核酸检测的正常进行。

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  荧光滤光片属滤光片在医学领域的应用。生产制造滤光片技术是一项复杂的工程技术,涉及到的专业技术领域很多,包括真空获得技术,真空测量技术,计算机辅助设计技术,光学特性检测技术,电子电路技术,材料特性检测及制备技术等。

  高质量荧光滤光片采用单片无色透明的玻璃作为基底,在玻璃的两个表面镀膜。在真空镀膜机的真空室中,介质膜料受到加热或电子束轰击而蒸发,蒸气沉积在光学表面上。在蒸发期间,通过控制加热、真空度、基板定位和旋转可以制造出具有特定厚度的均匀光学镀膜。

  如果真空镀膜机内真空度没有达到要求,将会导致膜料蒸气分子与剩余气体分子碰撞几率增加,蒸气分子动能大大减小,使得蒸气分子无法到达基片,或无力冲破基片上的气体吸附层,或勉强能冲破气体吸附层但与基片的吸附能却很小,从而导致光学滤光片器件沉积的膜层疏松,聚积密度低且机械强度差,使得滤光片的膜层折射率、硬度变差。所以没有真空镀膜技术就不能生产荧光滤光片,核酸检测就无法快速准确地完成。

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  在光学仪器的生产中,滤光片制备工艺主要分为蒸发沉积、离子束溅射(IBS)、等离子体溅射及原子层沉积(ALD)、CAD下载。他们都是在真空条件下工作的。

  滤光片在我们的生产生活中应用特别广泛,例如矫正视力的近视镜上有减反射滤光片,汽车反光镜上有高反射滤光片,商务办公中广泛使用的投影机核心部件更是集合了多种滤光片,去医院检查身体使用的生化检测仪核心部件之一的单色器很多都是采用窄带滤光片,数码相机中使用了长波通滤光片、短波通滤光片,各种光学仪器,液晶显示器以及防伪技术,光通讯,激光技术等等都与滤光片技术的发展密不可分。

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  可以说没有滤光片技术的发展作为基础,很多近现代新兴技术都难以取得目前的成就。小小的滤光片,在国民经济和国防建设中得到了广泛的应用,获得了科学技术工作者的日益重视。

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