我院开展PCR仪校准服务为新型冠状病毒确诊提供精准计量支撑
对疑似新型冠状病毒感染的病例进行快速、准确诊断对于及时收治并隔离患者、制止病毒蔓延非常重要。根据国家卫健委发布的《新冠肺炎诊疗方案(试行第五版)》,实时荧光RT-PCR检测被列为确诊病例的两种方法之一,而且由于时间短、成本低等特点,已成为应用最广的确诊新型冠状病毒的方法。疫情爆发后,上海市各医院检验科、疾控中心、核酸检测生物技术公司的PCR仪的校准需求暴增。
上海捷诺生物科技有限公司作为我国第一批拿到“新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)”医疗器械注册证的公司,日前紧急委托我院生物计量科技创新团队,对其PCR仪提供现场校准服务,以确保设备性能良好、检测结果准确可靠。
冠状病毒病毒结构的示意图,上面的尖刺形成了一个像日冕一样的“冠”,因此得名。
摘自AmericanSocietyfor Microbiology:
https://asm.org/Articles/2020/January/2019-Novel-Coronavirus-2019-nCoV-Update-Uncoating
实时荧光RT-PCR检测是什么?
新型冠状病毒的遗传信息都“写”在它的RNA(核糖核酸,存在于生物细胞以及部分病毒、类病毒中的遗传信息载体)上,与稳定的双螺旋DNA(脱氧核糖核酸,是生物细胞内含有的四种生物大分子之一核酸的一种)不同,单链RNA分子非常灵活多变,使得病毒获得了更高的变异性。2003年的SARS冠状病毒就是一个例子。所以说到底,我们的目标就是准确地检测到病毒的RNA。
真正采集到的RNA可能很少难以检测,那怎么才能准确检测到病毒RNA呢?
实时荧光RT-PCR仪(即“实时荧光逆转录聚合酶链式反应仪”)与冠状病毒检测试剂盒配合使用可以用于确定病毒RNA。首先把RNA变成DNA,然后再进行PCR扩增,把核酸扩增几百万倍,这时,再进行检测就变得容易多了。这个方法由于时间短、成本低等特点,已成为应用最广的确诊新型冠状病毒的方法。
然而实际检测可不那么容易,用于进行RT-PCR检测的PCR仪和检测试剂盒都会对最终结果造成影响,造成假阴性漏检现象。因此必须对PCR仪进行计量校准确保检测结果量值溯源。
按照JJF 1527-2015《聚合酶链反应分析仪校准规范》的要求,可采用合适的核酸标准物质对PCR仪的样本示值误差、样本线性等定量指标进行校准;采用多通道温度计,对PCR仪的温度示值误差、温度均匀度、平均升降温速率等温度指标进行校准。
那么,校准PCR仪时应注意些什么呢?
1、温度探头贴合性的影响
测温探头的外型应贴合PCR反应孔,尺寸误差小于1 mm。PCR仪厂家和型号众多,虽然反应孔的大小有行业的统一规定,但反应孔的高低有0.1 mL和0.2 mL两种不同的型号,不同的仪器有不同的样品仓打开方式,都会对测温探头的贴合性提出新的挑战。
2、PCR反应体系配制的影响
PCR仪以96孔的居多,有条件尽量使用排枪加样,减少单孔加样的误操作;反应体系中DNA的体积占总体积的20%最佳,既避免DNA干扰物对实验的抑制作用,又避免DNA溶液加样量过少带来的误差。如果操作不熟练的校准员,建议使用配制好并经计量验证的PCR校准反应板。
3、标准物质系列稀释操作的影响
应严格按照规范要求,用经过计量检定合格的电子天平进行称量和稀释,而不应该直接采用移液器进行稀释,否则会大大增加核酸定量结果的不确定度。
4、核酸反应试剂耗材的配套性影响
不同的PCR仪之间耗材配套性不一定兼容,除了容积差别外,反应盖帽形状也有差异。例如:罗氏公司与ABI公司的反应管不同,部分国产公司的PCR仪盖帽有明显的弧度,不配套的反应管盖帽可能会被105℃高温的PCR仪热盖融化。
为了使荧光定量PCR仪校准工作更高效、更规范,需要了解每个检测环节中可能带来的误差及其影响因素,避免不必要的工作失误,使校准结果更加准确可靠。
我院是全国最早开展PCR仪计量校准并取得社会公用计量标准证书的单位之一。
为了实现PCR仪计量校准,确保病毒核酸检测结果量值溯源和准确可靠,我院生物计量科技创新团队开展了一系列的技术积累。
一是研发DNA标准物质,对PCR仪进行示值误差校准确认
基于多年的技术积淀,我院研发了高纯度核酸标准物质研制技术,获批国家一级和二级标准物质三十余项,相对扩展不确定度小于5%。DNA标准物质就像核酸检测过程中的“砝码”,可用于一系列核酸定量分析过程的量值溯源。将标准物质经系列稀释后可配制成浓度范围为(102~1010)copies/μL的样品,作为DNA模板配制PCR反应体系,制备PCR仪校准板,可以对PCR仪的样本示值误差、样本线性等定量指标进行校准。
我院研制的DNA国家标准物质
二是研发多通道PCR温度计为PCR仪“测温体检“
PCR仪的温度准确性对核酸检测非常重要,温度不均匀性会造成“假阴性”结果的出现。多通道PCR温度计由15个精密温度传感器、数据采集分析模块组成。可实现静态温度测定、动态温度跟踪和多通路检测, 对PCR仪的温度示值误差、温度均匀度、平均升降温速率等温度指标进行校准。
我院将通过高效快速优质的检定校准,让病毒PCR检测更加精准、数据更加可靠,为打赢疫情防控阻击战作出计量人的贡献。