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化學(xué)發(fā)光法的基本原理范文1
【關(guān)鍵詞】 流動(dòng)注射分析;水質(zhì)監(jiān)測(cè);應(yīng)用
1 流動(dòng)注射分析法概況
流動(dòng)注射分析技術(shù)(Flow Injection Analysis,F(xiàn)IA)是由丹麥技術(shù)大學(xué)的RUZICKA和HANSEN于1974年提出的。FIA是在物理不平衡以及化學(xué)不平衡條件下,進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析測(cè)量的一種微分析技術(shù)。該技術(shù)的突出特點(diǎn)在于其精度高、分析速度較快、適用范圍廣、節(jié)省試劑和試樣、設(shè)備比較簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、容易實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。該法是實(shí)現(xiàn)溶液的自動(dòng)化分析的有效手段,很多的科研工作者也在不斷地推動(dòng)FIA法作為標(biāo)準(zhǔn)分析方法。
2 FIA的基本工作原理
FIA是把一定體積的液體試樣間歇性地注入到一個(gè)密閉的、運(yùn)動(dòng)著的、由適當(dāng)液體(水及反應(yīng)劑)組成的連續(xù)載液之中,利用載流液體井試樣推入反應(yīng)管道中,試樣以一定的流速度在反應(yīng)管道中向前運(yùn)動(dòng),依靠對(duì)流作用和擴(kuò)散作用將試樣分散成為具有一定濃度梯度的試樣帶。在流動(dòng)過程中,試樣帶與載流中的某些化學(xué)組成發(fā)生反應(yīng),生成可以被檢測(cè)的物質(zhì),載流液體將這些物質(zhì)帶入到檢測(cè)器中并進(jìn)行檢測(cè),同時(shí)記錄儀將連續(xù)地記錄下檢測(cè)器的響應(yīng),從而進(jìn)行定量分析。
在使用FIA分析的過程中,所有的試樣都要通過分析通道,并按順序以完全相同的方式進(jìn)行分析處理,在這個(gè)過程中,每一種試樣的變化都完全相同。FIA化學(xué)反應(yīng)實(shí)際上是試樣在試劑中的分散,這個(gè)過程是在形成試樣帶濃度梯度的同時(shí)發(fā)生的。FIA的采樣和進(jìn)樣都是周期性嚴(yán)格重復(fù)的。
3 FIA在水質(zhì)檢測(cè)中的應(yīng)用
3.1 FIA分光光度法 最早與FIA法聯(lián)用的是分光光度法,兩者結(jié)合形成了FIA分光光度法。該方法有效地提高了分光光度法的檢測(cè)能力以及分析效率,在氣體擴(kuò)散、溶劑萃取、膜滲析、離子交換以及停流技術(shù)等方面都取得了明顯效果。該法所使用的儀器設(shè)備較為簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,操作簡(jiǎn)單方便,能夠與信號(hào)處理系統(tǒng)很好地連接在一起,使用范圍較廣。趙云利用該法測(cè)定了廢水中揮發(fā)酚,測(cè)定結(jié)果較精確,且測(cè)定較迅速。FIA分光光度法采用N2將藥品間隔開,可以有效地防止各段樣品之間的混合,從而保證各段試樣到達(dá)理化平衡的時(shí)間均等,降低了樣品預(yù)處理和分析的難度,較大程度地提高了水質(zhì)監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確度和精密度。
3.2 FIA電化學(xué)法 電化學(xué)分析法是儀器分析法的重要組成部分,主要是以電位、電導(dǎo)、電流以及電量等參數(shù)與試樣的組成成分及濃度之間的關(guān)系作為計(jì)量基礎(chǔ)進(jìn)行檢測(cè)。FIA和電化學(xué)法的聯(lián)合使用大大提高了電化學(xué)分析法的檢測(cè)靈敏度,并實(shí)現(xiàn)了水質(zhì)檢測(cè)技術(shù)的在線監(jiān)測(cè)。FIA電化學(xué)法操作簡(jiǎn)單、選擇性及重現(xiàn)性較好,實(shí)驗(yàn)儀器比較簡(jiǎn)單,價(jià)格低廉,電極壽命較長(zhǎng),使用范圍較廣,可用于檢測(cè)水質(zhì)中的Pb+及Ca2+等。
3.3 FIA化學(xué)發(fā)光法 化學(xué)發(fā)光(CL)法主要通過測(cè)量物質(zhì)在化學(xué)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的光強(qiáng)度來對(duì)試樣進(jìn)行定量分析,其分析過程不需要任何的光源,靈敏度高,但持續(xù)時(shí)間較短,隨著時(shí)間的推移,其發(fā)光強(qiáng)度的變化較大。通過與FIA的聯(lián)合使用,精確度、靈敏度以及線性范圍都較常規(guī)的化學(xué)發(fā)光法有了較大的改善,是目前應(yīng)用較廣的痕量分析法。該方法的儀器設(shè)備較為簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便,適用于井水、河水以及自來水中痕量鐵的測(cè)定。
3.4 FIA原子吸收法 FIA與原子吸收法(AAS)的聯(lián)合使用可以大大減低試劑的用量,并且在進(jìn)樣前對(duì)樣品進(jìn)行預(yù)處理,可有效地提高測(cè)量方法的靈敏度和選擇性,應(yīng)用較為廣泛。FIA-AAS法不僅可以檢測(cè)多種元素,還實(shí)現(xiàn)了對(duì)試樣的自動(dòng)化分析及形態(tài)分析。圖2為利用FIA-AAS測(cè)定金屬離子的單FIA流路系統(tǒng)示意圖。
4 FIA的發(fā)展趨勢(shì)
FIA技術(shù)的使用范圍較廣、靈敏度高、測(cè)定快速且結(jié)果準(zhǔn)確,通過與多種檢測(cè)方法聯(lián)合使用可大大提高其靈敏度和準(zhǔn)確度。隨著FIA與化學(xué)計(jì)量學(xué)以及計(jì)算機(jī)在線測(cè)控技術(shù)等的結(jié)合,F(xiàn)IA正向著簡(jiǎn)單化、微型化及智能化的方向發(fā)展。未來的FIA將成為常規(guī)的分析測(cè)試手段,并將廣泛運(yùn)用到實(shí)驗(yàn)室以及工業(yè)生產(chǎn)中,從而更好地為生產(chǎn)和科研服務(wù)。
化學(xué)發(fā)光法的基本原理范文2
關(guān)鍵詞:石化產(chǎn)品 痕量硫化物 測(cè)定 分析
石化產(chǎn)品中殘留過量的硫,除了對(duì)煉油設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備造成腐蝕外,還會(huì)加速油品質(zhì)變質(zhì),且燃燒后造成的二氧化硫會(huì)嚴(yán)重污染大氣環(huán)境。由此可見,強(qiáng)化石化產(chǎn)品中硫含量的控制,對(duì)其今后的使用有著極其重要的作用。就此,本文從石油產(chǎn)品中痕量硫化物含量測(cè)定原理、石油產(chǎn)品中痕量硫化物含量測(cè)定方法及石油產(chǎn)品中痕量硫測(cè)定方法的選擇等三個(gè)方面出發(fā)進(jìn)行分析。
一.石油產(chǎn)品中痕量硫化物含量測(cè)定原理
作為石化產(chǎn)品中嚴(yán)格控制的指標(biāo)之一,硫含量的測(cè)定、分析發(fā)揮著不可替代的作用。在痕量硫測(cè)定中,所測(cè)定的對(duì)象由原油與成品油、硫回收過程氣體及工業(yè)爐煙、大氣等三個(gè)方面組成。
在當(dāng)前石化產(chǎn)品的生產(chǎn)制造中,硫含量作為衡量原油及其產(chǎn)品質(zhì)量的重要指標(biāo)之一,是整個(gè)石化產(chǎn)品分析內(nèi)容的重要組成部分。受原油來源及加工方式的影響,其含有的硫可以是元素硫、硫化氫、硫醇類、硫醚類、二硫化物及其同系物等。硫在油品中的存在,一方面會(huì)對(duì)煉油裝置及油品運(yùn)輸設(shè)備產(chǎn)生腐蝕,影響油品的安定性,另一方面煉廠及石化裝置排放氣中的硫化氫、燃?xì)鈾C(jī)及鍋爐排放的二氧化硫可污染大氣,造成中毒事故。但在某些狀況下,硫的存在也有著一定優(yōu)勢(shì),如在改善油的性質(zhì)中,需要加入適量的非活性含硫化合物,這些都對(duì)實(shí)話產(chǎn)品中硫含量的測(cè)定有著嚴(yán)格的要求。
二.石油產(chǎn)品中痕量硫化物含量測(cè)定方法
(一)庫(kù)侖滴定測(cè)定法
庫(kù)侖滴定法也叫庫(kù)化法,常用語(yǔ)輕質(zhì)石油產(chǎn)品、原油及渣油中的總硫分析,其測(cè)量范圍約在百分之幾道千萬分之幾。在其使用中,國(guó)內(nèi)的庫(kù)倫儀研制及生產(chǎn)已經(jīng)具備相當(dāng)高的水平,再加上成本低廉,在很大程度上取代了以往的管式爐法與燈法,成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)石化產(chǎn)品硫含量分析的主要方法。
庫(kù)侖滴定的基本原理為將油品中的含硫化合物,在高溫含氧氣流中轉(zhuǎn)變成二氧化硫,并在氣流的引導(dǎo)下進(jìn)入滴定池中,通過滴定池含有K1電解液生成三碘離子與進(jìn)入滴定池的二氧化硫等當(dāng)量反應(yīng),生成三氧化硫和1-,通過計(jì)算產(chǎn)生三碘離子所消耗的電量,便可計(jì)算樣品中的硫含量。
(二)XRF——X射線熒光法
XRF測(cè)定法在使用中,能夠?qū)Χ喾N油品中的硫、鎂等輕元素及鐵、鈷、鎳、鈾等重元素進(jìn)行測(cè)定,同時(shí)也適用于液體、固體、泥漿及粉末等樣品測(cè)定。XRF作為一種非接觸的無損測(cè)量方法,在適用中可以對(duì)樣品進(jìn)行直接測(cè)量,且測(cè)量過后的試樣不會(huì)發(fā)生變化,測(cè)量誤差比較小。
XRF法在近幾年的適用中,憑借其操作簡(jiǎn)單、成本低廉已成為石化生產(chǎn)中常見的油品元素分析方法。XRF檢測(cè)原理:用X射線源照射試盤內(nèi)放好的試樣,使用檢測(cè)元件來感測(cè)這些X射線的強(qiáng)度,通過X射線的強(qiáng)度來識(shí)別硫元素,信號(hào)越強(qiáng),則硫含量越多,信號(hào)越弱,則硫含量越少。
(三)醋酸鉛法
醋酸鉛硫分析法最初常用于大氣H2S含量的檢測(cè),約在80年代,測(cè)量液態(tài)碳?xì)浠衔锏脑诰€總硫量系統(tǒng)才得以推出使用。在當(dāng)前使用的在線總硫量系統(tǒng)中,仍以Houston Atlas 公司生產(chǎn)的VII型總硫分析儀為主,且該分析儀除了具備獨(dú)特靈活的微處理體統(tǒng)外,在測(cè)量過程中不受外界環(huán)境的影響。VII型總硫分析儀在對(duì)氣體硫含量進(jìn)行測(cè)量時(shí),其最小量程為0——1μL/L,其檢測(cè)原理為:將大量的H2與檢測(cè)樣品混合,在經(jīng)過一臺(tái)加氫反應(yīng)器后,H2與樣品會(huì)在高溫條件下發(fā)生還原反應(yīng),并生成H2S,接著H2S與醋酸鉛接觸發(fā)生如下反應(yīng):
在經(jīng)過一段時(shí)間的反應(yīng)后,白色的帶子上會(huì)留下棕黑色的硫化鉛,測(cè)定人員這時(shí)應(yīng)使用電光二極管及LED光源,通過極其靈敏的光線來測(cè)量顏色變化的速率,進(jìn)而測(cè)得H2S的具體含量。但在實(shí)際使用中,針對(duì)高芳烴含量樣品的硫含量測(cè)量,測(cè)量人員可以使用氧化還原的方法對(duì)硫含量進(jìn)行還原,即通過氧化還原的方式,先將樣品中的硫氧化為二氧化硫或三氧化硫,接著將其還原為H2S,最后通過醋酸鉛進(jìn)行含量檢測(cè)。
(四)其他檢測(cè)方法
在上述的三種檢測(cè)方法中,醋酸鉛檢測(cè)方法常用語(yǔ)也太是有產(chǎn)品中硫含量的分析檢測(cè),但從其實(shí)質(zhì)來講,其更適用于檢測(cè)氣體硫含量,且成為檢測(cè)氣體硫含量的標(biāo)準(zhǔn)方法之一;X射線熒光法常用于液態(tài)石油產(chǎn)品中硫含量的測(cè)定,然而在使用過錯(cuò)中容易受自身低靈敏度的影響,檢測(cè)結(jié)果存在較大誤差;火焰光度計(jì)與氣相色譜技術(shù)結(jié)合也可以精確地在線測(cè)量硫含量,但由于光度計(jì)的非當(dāng)量化響應(yīng)和對(duì)碳?xì)浠衔镉绊懙拿舾卸龋荒茏鰡我缓蚧衔锝M分的分析,難以做總硫分析,因而其應(yīng)用受到限制。
隨著近幾年科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展,我國(guó)科研人員研制出了化學(xué)發(fā)光法總硫檢測(cè)儀,并將其應(yīng)用到在線自動(dòng)檢測(cè)液態(tài)樣品中硫化合物的含量檢測(cè)中。該檢測(cè)技術(shù)在做氣相單一硫化物含量分析時(shí)就已經(jīng)證明其精度在很大程度上虞色譜技術(shù)不分上下,且該技術(shù)經(jīng)過改造后,在原有的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)整體式加熱噴射閥,這樣便能將液態(tài)樣品直接噴入檢測(cè)器,在實(shí)現(xiàn)所有含硫化合物檢測(cè)的同時(shí),還能直接得出產(chǎn)品中的總含硫量。
三.石油產(chǎn)品中痕量硫測(cè)定方法的選擇
就石化產(chǎn)品來講,其種類十分眾多,除了包括燃料產(chǎn)品及液化產(chǎn)品外,還包括一些劑產(chǎn)品等化工原料,針對(duì)這些不同種類的石油產(chǎn)品,在檢測(cè)其硫含量時(shí),所用的測(cè)定方法也不相同。再加上石油產(chǎn)品中含硫量的不同,又可將石化產(chǎn)品分為高硫石油產(chǎn)品、低硫石油產(chǎn)品及痕量硫石油產(chǎn)品三個(gè)種類,再加上不同石油產(chǎn)品含硫量測(cè)定方法對(duì)硫的檢出限有所不同,因而在很大程度上,不同的含硫量石油產(chǎn)品在檢測(cè)中會(huì)出現(xiàn)與之相符的差異性。此外,在痕量硫測(cè)定方法的選擇上,還應(yīng)將檢測(cè)的工作效率及測(cè)試成本充分的考慮進(jìn)去,在保證檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確無誤的同時(shí),還能將成本降到最低。
在對(duì)石化產(chǎn)品痕量硫化物進(jìn)行測(cè)定時(shí),需要結(jié)合著石油產(chǎn)品的實(shí)際狀況選擇與之相對(duì)的檢測(cè)方式,這就要求測(cè)定人員在開展工作時(shí):首先,結(jié)合著所選樣品的實(shí)際狀況,準(zhǔn)確掌握其基本性質(zhì),結(jié)合著樣品所產(chǎn)生的工藝分析,對(duì)硫分的形態(tài)及含量范圍進(jìn)行確定;其次結(jié)合著石油產(chǎn)品硫含量的測(cè)定目的、結(jié)果集用途,選擇適用范圍內(nèi)更為經(jīng)濟(jì)、高效、準(zhǔn)確的測(cè)試方式。最后,在測(cè)量中,應(yīng)將誤差控制在一定范圍內(nèi),確保測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性與高效性。
總 結(jié):
綜上所述,石化產(chǎn)品在我國(guó)社會(huì)發(fā)展中有著極其重要的作用,科學(xué)、準(zhǔn)確的對(duì)測(cè)定石化產(chǎn)品痕量硫化物的含量,在實(shí)現(xiàn)石化產(chǎn)品最大經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí),還能大大降低其對(duì)環(huán)境造成的污染程度,符合社會(huì)的環(huán)保需求。
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化學(xué)發(fā)光法的基本原理范文3
【關(guān)鍵詞】HIV病毒;分子生物學(xué)檢測(cè);進(jìn)展
艾滋病病毒(HIV)主要侵襲人體免疫系統(tǒng),導(dǎo)致人體免疫缺陷發(fā)生多種感染疾病或腫瘤。艾滋病的不可治愈及其快速傳播使患者不斷增多,2012年全球感染總?cè)藬?shù)已達(dá)3900萬人,中國(guó)近半艾滋病病毒感染者尚未發(fā)現(xiàn),為了防止艾滋病的大規(guī)模流行,艾滋病的檢測(cè)工作越發(fā)重要。目前篩查的免疫學(xué)方法,由于靈敏度低,漏檢窗口期和新近感染病毒的感染者,而以核酸檢測(cè)為代表的分子生物學(xué)技術(shù),靈敏度和特異性均顯著提高,明顯縮短檢出病原體的窗口期,是HIV診斷方法和診斷試劑持續(xù)發(fā)展的主要方向,對(duì)遏制艾滋病的傳播蔓延有重要意義。
1 HIV生物學(xué)特性
HIV呈圓形或橢圓形,直徑900~140nm,外層為類脂包膜,成分是外膜糖蛋白(gp120)和跨膜糖蛋白(gp41),核心由RNA逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA多聚酶和結(jié)構(gòu)蛋白等組成,基因組除了具有逆轉(zhuǎn)錄病毒的基本結(jié)構(gòu)——基因長(zhǎng)末端重復(fù)序列(LTR)、核心蛋白(gag)、聚合蛋白(po1)、包膜蛋白(env)gF,還有非常復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制,包括tat、rev、nef、vif、vpr、vpu等調(diào)節(jié)基因,其作用是在轉(zhuǎn)錄、翻譯、裝配等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)病毒的生長(zhǎng)和繁殖起調(diào)節(jié)作用。HIV基因組中存在3個(gè)gag-pol- env.Gag基因編碼的核心蛋白均位于病毒的核酸蛋白體上,P17位于白與殼層之間的基質(zhì)上,包被于包膜蛋白的內(nèi)部。核衣殼包被于內(nèi)部核酸的,由主要的P24和P40及P55組成,其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,是HIV-1型的特異性蛋白。Env編碼包膜蛋白即gp120和gp41,起協(xié)助HIV進(jìn)入宿主細(xì)胞的作用。聚合酶蛋白包括P66、P51和P31,它位于病毒的核區(qū)內(nèi),并與病毒核酸緊密相關(guān)[1]。
根據(jù)env基因V3段堿基排列的不同,HIV-1分為11個(gè)亞型即A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、M和0亞型,HIV-2分為6個(gè)亞型[2],不同國(guó)家和地區(qū)有相對(duì)優(yōu)勢(shì)亞型,HIV亞型在流行病學(xué)、診斷、臨床、試劑選擇、藥物篩選和疫苗研制上有著重要意義。
2 HIV-1的感染機(jī)制及感染標(biāo)志
病毒侵入人體后,通過病毒表面gpl20在化學(xué)因子CCR5或CXCR4幫助下與細(xì)胞表面受體CD4分子結(jié)合,然后在gp41的協(xié)助下HIV的膜與CD4+細(xì)胞的細(xì)胞膜相融合,病毒核心蛋白及RNA進(jìn)入胞漿。兩條RNA+在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下成DNA-,在DNA多聚酶的作用下復(fù)制DNA,此DNA部分存留在胞漿內(nèi)產(chǎn)生系列變化,然后在細(xì)胞膜上裝配成新病毒,再感染其它細(xì)胞。HIV感染后,首先能夠監(jiān)測(cè)到病毒RNA,其次是p24抗原,最后是抗體[3]。
3 分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)
隨著分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展,HIV RNA或DNA檢測(cè)得到應(yīng)用,核酸檢測(cè)已是艾滋病實(shí)驗(yàn)室診斷的主要發(fā)展方向[4],在HIV感染的監(jiān)測(cè)、診斷、研究、療效觀察及預(yù)后判斷等方面均發(fā)揮著越來越大的作用,主要有定性和定量?jī)深悺?/p>
3.2 定性檢測(cè)
3.2.1 原位雜交(insite hydzmion)
應(yīng)用特定的標(biāo)記探針以分子雜交法直接檢測(cè)標(biāo)本中的HIV病毒靶核酸,起初標(biāo)記探針是放射性標(biāo)記,后來逐漸發(fā)展為酶標(biāo)記或化學(xué)發(fā)光標(biāo)記等等。原位雜交的陽(yáng)性率比聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)略低,隨著核酸擴(kuò)增技術(shù)的出現(xiàn)并廣泛使用,基因探針技術(shù)也就逐漸失去應(yīng)用意義。
3.2.2 聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)(PCR)
PCR是一種以核酸生物學(xué)為基礎(chǔ)的分子生物學(xué)診斷技術(shù)。基本原理類似于DNA的天然復(fù)制過程,其特異性依賴于與靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物。PCR由變性—退火—延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成。患者感染HIV 1~14d后血漿中能檢測(cè)出HIV RNA,可用于急性感染期患者、抗體檢測(cè)不確定等情況的輔助診斷或用于血液篩查,尤其在HIV陽(yáng)性母親產(chǎn)下的嬰兒是否感染HIV的診斷中有著非常重要的意義,前病毒DNA PCR檢測(cè)法對(duì)出生48h內(nèi)的嬰兒檢測(cè)敏感性為38%,出生14d的嬰兒檢測(cè)敏感性達(dá)93%[5]。
3.2.3 逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈反應(yīng)技術(shù)(RT-PCR)
RT-PCR技術(shù)通過對(duì)RNA逆轉(zhuǎn)錄酶的應(yīng)用實(shí)現(xiàn),即將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄DNA,接著進(jìn)行PCR,指數(shù)擴(kuò)增DN段,將放大產(chǎn)物變性并與多孔板結(jié)合,利用酶聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。RT-PCR技術(shù)可在2h內(nèi)擴(kuò)增產(chǎn)物達(dá)到凝膠電泳或?qū)崟r(shí)熒光法可檢測(cè)的水平,準(zhǔn)確定量的RT-PCR方法已被許多商業(yè)實(shí)驗(yàn)室證實(shí),目前多種改良的快速RT-PCR檢測(cè)方法應(yīng)用于HIV的快速臨床診斷[6,7]。
PCR靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便,但易污染出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果;此外,HIV基因的多樣性,尚無一套引物能夠覆蓋所有的HIV序列,限制了檢測(cè)敏感性,因此,陽(yáng)性結(jié)果還須核酸序列測(cè)定加以確認(rèn)。HIV核酸定性檢測(cè)陽(yáng)性結(jié)果可作為HIV 抗體窗口期的早期診斷的輔助指標(biāo),但不能單獨(dú)用于HIV感染的確診,成為限制PCR對(duì)于HIV感染診斷的臨床應(yīng)用。
3.3 定量檢測(cè)
HIV核酸定量檢測(cè)即病毒載量測(cè)定,感染HIV后病情發(fā)展速度直接與血漿中病毒載量呈正比。在其他血清學(xué)和病毒學(xué)標(biāo)志出現(xiàn)前檢出病毒核酸,使窗口期縮短6~11.5d,且慢性潛伏期也能檢出,便于早期輔助診斷;HIV病毒載量常用于用于評(píng)估疾病病程、監(jiān)測(cè)抗病毒治療成效、選擇抗病毒治療方案;還可用于鑒定出生后18個(gè)月內(nèi)的嬰兒血液中的HIV-IgG抗體是否來自于母體,嬰兒是否感染HIV(母嬰診斷)。當(dāng)前,常用的定量檢測(cè)方法有較高的敏感性、特異性和可重復(fù)性。
3.3.1 分支DNA信號(hào)擴(kuò)大系統(tǒng)(bDNA)
bDNA是指人工合成帶有側(cè)鏈的DN段標(biāo)記被激發(fā)的標(biāo)記物,利用發(fā)光強(qiáng)度與樣品中HIV RNA含量成比例,可通過發(fā)光強(qiáng)度來定量檢測(cè)血漿中HIV-1型RNA的一種方法。bDNA作為一種定量核酸檢測(cè)方法具有對(duì)檢測(cè)靶序列變異的更強(qiáng)識(shí)別能力,目前發(fā)展到靈敏度更好的、具有靶序列放大系統(tǒng)的第三代bDNA有數(shù)十個(gè)覆蓋整個(gè)基因組的探針,不僅可用于檢測(cè)HIV感染,可以方便地檢測(cè)HIV的部分變異株,且可用于療效觀察,文獻(xiàn)報(bào)道其為一種高靈敏度及特異性的方法[8,9]。與PCR相比bDNA不存在擴(kuò)增物的交叉污染,但靈敏度不如PCR,提高bDNA的靈敏度仍是難點(diǎn)[10]。
3.3.2 核酸序列依賴的擴(kuò)增系統(tǒng)(NASBA)
NASBA是以RT-PCR為基礎(chǔ),由一對(duì)引物介導(dǎo)的、連續(xù)均一的、體外特異性核苷酸序列等溫?cái)U(kuò)增RNA的新技術(shù),原理是提取病毒RNA,加入AMV逆轉(zhuǎn)錄酶、核酸酶H(Rnase H)、T7RNA聚合酶和引物進(jìn)行擴(kuò)增。NASBA無需熱循環(huán)裝置,只在一個(gè)溫度下進(jìn)行(42℃),即可擴(kuò)增大量拷貝的RN段。對(duì)不同條件的實(shí)驗(yàn)室可以一次擴(kuò)增足量的RNA用于多次研究和直接使用肝素抗凝的血漿樣品,適合凍存血漿的回顧性分析。其高效擴(kuò)增的特性,能與多孔板酶介導(dǎo)的顯像技術(shù)及實(shí)時(shí)熒光檢測(cè)結(jié)合。因擴(kuò)增產(chǎn)物的不穩(wěn)定性特征,對(duì)傳染病病原的定性、定量檢測(cè),減少了分子診斷實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)增產(chǎn)物的交叉污染。但操作較繁瑣,不便于大批量處理,且擴(kuò)增時(shí)退火溫度較低,容易引起污染,當(dāng)前,NASBA已應(yīng)用于HIV-1的分子診斷[10]。
3.3.3 轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增系統(tǒng)(TMA)
TMA技術(shù)原理與NASBA大致相同,差別是TMA利用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶及T7 RNA聚合酶兩種酶,MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶既有逆轉(zhuǎn)錄酶的活性又具有RNA酶H活性,反應(yīng)溫度為41.5℃,1h內(nèi)RNA模板擴(kuò)增約109倍。相比p24抗原檢測(cè),TMA技術(shù)可縮短窗口期6 d,比HIV抗體檢測(cè)縮短14 d [11]。
3.3.4 連接酶酶促鏈?zhǔn)椒磻?yīng) (LCR)
LCR法是基于靶分子依賴的寡核苷酸探針相互連接的一種探針擴(kuò)增技術(shù),原理是由兩段數(shù)l0個(gè)核苷酸組成的單鏈DNA探針與目標(biāo)序列雜交,將被檢測(cè)物中的特異性片段進(jìn)行擴(kuò)增,檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物。LCR既可擴(kuò)增,又可檢測(cè)DNA突變,對(duì)已知突變類型的基因診斷是一個(gè)切實(shí)有效可行的方法,是隨PCR后一種較有發(fā)展前景的體外擴(kuò)增新技術(shù)。
3.3.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)
實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)的應(yīng)用使HIV核酸檢測(cè)技術(shù)又進(jìn)入到一個(gè)新境界。原理是在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團(tuán),利用熒光信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)PCR進(jìn)程,最后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知模板進(jìn)行定量分析。一般使用TaqMan探針或Sybr Green熒光染料。但Sybr Green染料不能區(qū)別目的產(chǎn)物和非目的產(chǎn)物,使結(jié)果有偏差,目前廣泛使用的是TaqMan探針技術(shù)。熒光實(shí)時(shí)PCR則可以進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),改變了傳統(tǒng)的電泳終點(diǎn)檢測(cè),得到相應(yīng)的S型擴(kuò)增曲線,其不但可以進(jìn)行定性檢測(cè),更重要的是可以進(jìn)行定量檢測(cè)。與常規(guī)相比,具有特異性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、有效解決污染問題等特點(diǎn),能夠檢測(cè)血漿中的病毒載量及血液中單個(gè)核細(xì)胞的前病毒載量。美國(guó)PE公司1996年發(fā)明TaqMan技術(shù)[12],已廣泛應(yīng)用于基因檢測(cè), 國(guó)內(nèi)2002年4月深圳匹基公司獲批準(zhǔn)第一個(gè)生產(chǎn)HIV熒光PCR檢測(cè)試劑盒,并應(yīng)用于臨床診斷,國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)熒光RT-PCR試劑檢測(cè)HIV-1血漿病毒載量與進(jìn)口試劑相比具有較好的相關(guān)性[13],并具有價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì),已在臨床逐步推廣應(yīng)用。
3.3.6 PCR-ELISA
PCR-ELISA技術(shù)是PCR擴(kuò)增以后,在微孔板上借用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)的原理,使用酶標(biāo)抗體,進(jìn)行固相雜交來實(shí)現(xiàn)定量。該技術(shù)是一種具有很高靈敏度和特異性的方法[14],但ELISA是一個(gè)開放性的反應(yīng),擴(kuò)增后進(jìn)行ELISA反應(yīng),容易產(chǎn)生污染引起假陽(yáng)性,同時(shí)操作過程較繁瑣,臨床上難以廣泛應(yīng)用。
3.3.7 基因芯片技術(shù)
是PCR技術(shù)與核酸分子雜交相結(jié)合,通過對(duì)HIV基因組分析,將該病毒的高度保守序列作為鑒定指標(biāo),可直接對(duì)病毒病原體進(jìn)行檢測(cè),顯著提高了診斷的準(zhǔn)確性。1996年,Kozal等[15]研制出一種DNA芯片,對(duì)HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶及蛋白酶的基因突變進(jìn)行篩選,并跟蹤監(jiān)測(cè)HIV拮抗藥物的產(chǎn)生和突變、疾病相關(guān)基因型以及患者在治療中的反應(yīng)。1998年,Hauser等[16]應(yīng)用DNA芯片技術(shù)在艾滋病患者出現(xiàn)抗體反應(yīng)前檢測(cè)HIV,對(duì)艾滋病的早期診斷有十分重要的意義。Affy-nletrix公司和Roche Mo1ecular公司合作生產(chǎn)的新一代診斷試劑盒,利用RMS實(shí)驗(yàn)室的PCR擴(kuò)增技術(shù)和DNA芯片技術(shù)結(jié)合檢測(cè)艾滋病患者的HIV耐藥反應(yīng)。HIV PRT440也已廣泛用于HIV-l病毒的測(cè)序、分型及多態(tài)性分析[17] 。基因表達(dá)譜研究可以高通量在檢測(cè)基因表達(dá)信息[18]。國(guó)內(nèi)也有文獻(xiàn)報(bào)道采用基因芯片檢測(cè)HIV[19,20] 。由此可見,基因芯片在鑒定HIV感染中具有其他方法無可比擬的優(yōu)越性。
盡管基因芯片技術(shù)需要進(jìn)一步的不斷完善,但完全可以預(yù)計(jì)在不久的將來其應(yīng)用前景會(huì)錦上添花。不單限于HIV的耐藥性檢測(cè)和基因診斷,可以讓許多感染性疾病病原體的基因集中在一張芯片上,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行感染診斷。
總之,分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)有助于HIV感染者的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療,也有助于對(duì)治療艾滋病藥物的療效評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)程,減少艾滋病對(duì)個(gè)人、家庭及社會(huì)的危害。隨著HIV分子生物學(xué)技術(shù)在高特異性、高敏感性、快速、自動(dòng)化等方面的不斷進(jìn)步,HIV分子診斷可望成為艾滋病診斷標(biāo)準(zhǔn)之一,并通過對(duì)HIV突變及個(gè)體遺傳差異的檢測(cè)指導(dǎo)抗病毒治療,為人類遏止艾滋病的流行發(fā)揮重要的作用。
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艾滋病病毒(HIV)主要侵襲人體免疫系統(tǒng),導(dǎo)致人體免疫缺陷發(fā)生多種感染疾病或腫瘤。艾滋病的不可治愈及其快速傳播使患者不斷增多,2012年全球感染總?cè)藬?shù)已達(dá)3900萬人,中國(guó)近半艾滋病病毒感染者尚未發(fā)現(xiàn),為了防止艾滋病的大規(guī)模流行,艾滋病的檢測(cè)工作越發(fā)重要。目前篩查的免疫學(xué)方法,由于靈敏度低,漏檢窗口期和新近感染病毒的感染者,而以核酸檢測(cè)為代表的分子生物學(xué)技術(shù),靈敏度和特異性均顯著提高,明顯縮短檢出病原體的窗口期,是HIV診斷方法和診斷試劑持續(xù)發(fā)展的主要方向,對(duì)遏制艾滋病的傳播蔓延有重要意義。
1 HIV生物學(xué)特性
HIV呈圓形或橢圓形,直徑900~140nm,外層為類脂包膜,成分是外膜糖蛋白(gp120)和跨膜糖蛋白(gp41),核心由RNA逆轉(zhuǎn)錄酶、DNA多聚酶和結(jié)構(gòu)蛋白等組成,基因組除了具有逆轉(zhuǎn)錄病毒的基本結(jié)構(gòu)——基因長(zhǎng)末端重復(fù)序列(LTR)、核心蛋白(gag)、聚合蛋白(po1)、包膜蛋白(env)gF,還有非常復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制,包括tat、rev、nef、vif、vpr、vpu等調(diào)節(jié)基因,其作用是在轉(zhuǎn)錄、翻譯、裝配等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)病毒的生長(zhǎng)和繁殖起調(diào)節(jié)作用。HIV基因組中存在3個(gè)gag-pol- env.Gag基因編碼的核心蛋白均位于病毒的核酸蛋白體上,P17位于白與殼層之間的基質(zhì)上,包被于包膜蛋白的內(nèi)部。核衣殼包被于內(nèi)部核酸的,由主要的P24和P40及P55組成,其結(jié)構(gòu)比較穩(wěn)定,是HIV-1型的特異性蛋白。Env編碼包膜蛋白即gp120和gp41,起協(xié)助HIV進(jìn)入宿主細(xì)胞的作用。聚合酶蛋白包括P66、P51和P31,它位于病毒的核區(qū)內(nèi),并與病毒核酸緊密相關(guān)[1]。
根據(jù)env基因V3段堿基排列的不同,HIV-1分為11個(gè)亞型即A、B、C、D、E、F、G、H、I、J、M和0亞型,HIV-2分為6個(gè)亞型[2],不同國(guó)家和地區(qū)有相對(duì)優(yōu)勢(shì)亞型,HIV亞型在流行病學(xué)、診斷、臨床、試劑選擇、藥物篩選和疫苗研制上有著重要意義。
2 HIV-1的感染機(jī)制及感染標(biāo)志
病毒侵入人體后,通過病毒表面gpl20在化學(xué)因子CCR5或CXCR4幫助下與細(xì)胞表面受體CD4分子結(jié)合,然后在gp41的協(xié)助下HIV的膜與CD4+細(xì)胞的細(xì)胞膜相融合,病毒核心蛋白及RNA進(jìn)入胞漿。兩條RNA+在逆轉(zhuǎn)錄酶作用下成DNA-,在DNA多聚酶的作用下復(fù)制DNA,此DNA部分存留在胞漿內(nèi)產(chǎn)生系列變化,然后在細(xì)胞膜上裝配成新病毒,再感染其它細(xì)胞。HIV感染后,首先能夠監(jiān)測(cè)到病毒RNA,其次是p24抗原,最后是抗體[3]。
3 分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)
隨著分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)快速發(fā)展,HIV RNA或DNA檢測(cè)得到應(yīng)用,核酸檢測(cè)已是艾滋病實(shí)驗(yàn)室診斷的主要發(fā)展方向[4],在HIV感染的監(jiān)測(cè)、診斷、研究、療效觀察及預(yù)后判斷等方面均發(fā)揮著越來越大的作用,主要有定性和定量?jī)深悺?/p>
3.2 定性檢測(cè)
3.2.1 原位雜交(insite hydzmion)
應(yīng)用特定的標(biāo)記探針以分子雜交法直接檢測(cè)標(biāo)本中的HIV病毒靶核酸,起初標(biāo)記探針是放射性標(biāo)記,后來逐漸發(fā)展為酶標(biāo)記或化學(xué)發(fā)光標(biāo)記等等。原位雜交的陽(yáng)性率比聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)略低,隨著核酸擴(kuò)增技術(shù)的出現(xiàn)并廣泛使用,基因探針技術(shù)也就逐漸失去應(yīng)用意義。
3.2.2 聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)(PCR)
PCR是一種以核酸生物學(xué)為基礎(chǔ)的分子生物學(xué)診斷技術(shù)。基本原理類似于DNA的天然復(fù)制過程,其特異性依賴于與靶序列兩端互補(bǔ)的寡核苷酸引物。PCR由變性—退火—延伸三個(gè)基本反應(yīng)步驟構(gòu)成。患者感染HIV 1~14d后血漿中能檢測(cè)出HIV RNA,可用于急性感染期患者、抗體檢測(cè)不確定等情況的輔助診斷或用于血液篩查,尤其在HIV陽(yáng)性母親產(chǎn)下的嬰兒是否感染HIV的診斷中有著非常重要的意義,前病毒DNA PCR檢測(cè)法對(duì)出生48h內(nèi)的嬰兒檢測(cè)敏感性為38%,出生14d的嬰兒檢測(cè)敏感性達(dá)93%[5]。
3.2.3 逆轉(zhuǎn)錄多聚酶鏈反應(yīng)技術(shù)(RT-PCR)
RT-PCR技術(shù)通過對(duì)RNA逆轉(zhuǎn)錄酶的應(yīng)用實(shí)現(xiàn),即將病毒RNA逆轉(zhuǎn)錄DNA,接著進(jìn)行PCR,指數(shù)擴(kuò)增DN段,將放大產(chǎn)物變性并與多孔板結(jié)合,利用酶聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行檢測(cè)。RT-PCR技術(shù)可在2h內(nèi)擴(kuò)增產(chǎn)物達(dá)到凝膠電泳或?qū)崟r(shí)熒光法可檢測(cè)的水平,準(zhǔn)確定量的RT-PCR方法已被許多商業(yè)實(shí)驗(yàn)室證實(shí),目前多種改良的快速RT-PCR檢測(cè)方法應(yīng)用于HIV的快速臨床診斷[6,7]。
PCR靈敏度高、特異性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)便,但易污染出現(xiàn)假陽(yáng)性結(jié)果;此外,HIV基因的多樣性,尚無一套引物能夠覆蓋所有的HIV序列,限制了檢測(cè)敏感性,因此,陽(yáng)性結(jié)果還須核酸序列測(cè)定加以確認(rèn)。HIV核酸定性檢測(cè)陽(yáng)性結(jié)果可作為HIV 抗體窗口期的早期診斷的輔助指標(biāo),但不能單獨(dú)用于HIV感染的確診,成為限制PCR對(duì)于HIV感染診斷的臨床應(yīng)用。
3.3 定量檢測(cè)
HIV核酸定量檢測(cè)即病毒載量測(cè)定,感染HIV后病情發(fā)展速度直接與血漿中病毒載量呈正比。在其他血清學(xué)和病毒學(xué)標(biāo)志出現(xiàn)前檢出病毒核酸,使窗口期縮短6~11.5d,且慢性潛伏期也能檢出,便于早期輔助診斷;HIV病毒載量常用于用于評(píng)估疾病病程、監(jiān)測(cè)抗病毒治療成效、選擇抗病毒治療方案;還可用于鑒定出生后18個(gè)月內(nèi)的嬰兒血液中的HIV-IgG抗體是否來自于母體,嬰兒是否感染HIV(母嬰診斷)。當(dāng)前,常用的定量檢測(cè)方法有較高的敏感性、特異性和可重復(fù)性。
3.3.1 分支DNA信號(hào)擴(kuò)大系統(tǒng)(bDNA)
bDNA是指人工合成帶有側(cè)鏈的DN段標(biāo)記被激發(fā)的標(biāo)記物,利用發(fā)光強(qiáng)度與樣品中HIV RNA含量成比例,可通過發(fā)光強(qiáng)度來定量檢測(cè)血漿中HIV-1型RNA的一種方法。bDNA作為一種定量核酸檢測(cè)方法具有對(duì)檢測(cè)靶序列變異的更強(qiáng)識(shí)別能力,目前發(fā)展到靈敏度更好的、具有靶序列放大系統(tǒng)的第三代bDNA有數(shù)十個(gè)覆蓋整個(gè)基因組的探針,不僅可用于檢測(cè)HIV感染,可以方便地檢測(cè)HIV的部分變異株,且可用于療效觀察,文獻(xiàn)報(bào)道其為一種高靈敏度及特異性的方法[8,9]。與PCR相比bDNA不存在擴(kuò)增物的交叉污染,但靈敏度不如PCR,提高bDNA的靈敏度仍是難點(diǎn)[10]。
3.3.2 核酸序列依賴的擴(kuò)增系統(tǒng)(NASBA)
NASBA是以RT-PCR為基礎(chǔ),由一對(duì)引物介導(dǎo)的、連續(xù)均一的、體外特異性核苷酸序列等溫?cái)U(kuò)增RNA的新技術(shù),原理是提取病毒RNA,加入AMV逆轉(zhuǎn)錄酶、核酸酶H(Rnase H)、T7RNA聚合酶和引物進(jìn)行擴(kuò)增。NASBA無需熱循環(huán)裝置,只在一個(gè)溫度下進(jìn)行(42℃),即可擴(kuò)增大量拷貝的RN段。對(duì)不同條件的實(shí)驗(yàn)室可以一次擴(kuò)增足量的RNA用于多次研究和直接使用肝素抗凝的血漿樣品,適合凍存血漿的回顧性分析。其高效擴(kuò)增的特性,能與多孔板酶介導(dǎo)的顯像技術(shù)及實(shí)時(shí)熒光檢測(cè)結(jié)合。因擴(kuò)增產(chǎn)物的不穩(wěn)定性特征,對(duì)傳染病病原的定性、定量檢測(cè),減少了分子診斷實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)增產(chǎn)物的交叉污染。但操作較繁瑣,不便于大批量處理,且擴(kuò)增時(shí)退火溫度較低,容易引起污染,當(dāng)前,NASBA已應(yīng)用于HIV-1的分子診斷[10]。
3.3.3 轉(zhuǎn)錄介導(dǎo)的擴(kuò)增系統(tǒng)(TMA)
TMA技術(shù)原理與NASBA大致相同,差別是TMA利用MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶及T7 RNA聚合酶兩種酶,MMLV逆轉(zhuǎn)錄酶既有逆轉(zhuǎn)錄酶的活性又具有RNA酶H活性,反應(yīng)溫度為41.5℃,1h內(nèi)RNA模板擴(kuò)增約109倍。相比p24抗原檢測(cè),TMA技術(shù)可縮短窗口期6 d,比HIV抗體檢測(cè)縮短14 d [11]。
3.3.4 連接酶酶促鏈?zhǔn)椒磻?yīng) (LCR)
LCR法是基于靶分子依賴的寡核苷酸探針相互連接的一種探針擴(kuò)增技術(shù),原理是由兩段數(shù)l0個(gè)核苷酸組成的單鏈DNA探針與目標(biāo)序列雜交,將被檢測(cè)物中的特異性片段進(jìn)行擴(kuò)增,檢測(cè)擴(kuò)增產(chǎn)物。LCR既可擴(kuò)增,又可檢測(cè)DNA突變,對(duì)已知突變類型的基因診斷是一個(gè)切實(shí)有效可行的方法,是隨PCR后一種較有發(fā)展前景的體外擴(kuò)增新技術(shù)。
3.3.5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)
實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)的應(yīng)用使HIV核酸檢測(cè)技術(shù)又進(jìn)入到一個(gè)新境界。原理是在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團(tuán),利用熒光信號(hào)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)整個(gè)PCR進(jìn)程,最后通過標(biāo)準(zhǔn)曲線對(duì)未知模板進(jìn)行定量分析。一般使用TaqMan探針或Sybr Green熒光染料。但Sybr Green染料不能區(qū)別目的產(chǎn)物和非目的產(chǎn)物,使結(jié)果有偏差,目前廣泛使用的是TaqMan探針技術(shù)。熒光實(shí)時(shí)PCR則可以進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè),改變了傳統(tǒng)的電泳終點(diǎn)檢測(cè),得到相應(yīng)的S型擴(kuò)增曲線,其不但可以進(jìn)行定性檢測(cè),更重要的是可以進(jìn)行定量檢測(cè)。與常規(guī)相比,具有特異性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、有效解決污染問題等特點(diǎn),能夠檢測(cè)血漿中的病毒載量及血液中單個(gè)核細(xì)胞的前病毒載量。美國(guó)PE公司1996年發(fā)明TaqMan技術(shù)[12],已廣泛應(yīng)用于基因檢測(cè), 國(guó)內(nèi)2002年4月深圳匹基公司獲批準(zhǔn)第一個(gè)生產(chǎn)HIV熒光PCR檢測(cè)試劑盒,并應(yīng)用于臨床診斷,國(guó)產(chǎn)實(shí)時(shí)熒光RT-PCR試劑檢測(cè)HIV-1血漿病毒載量與進(jìn)口試劑相比具有較好的相關(guān)性[13],并具有價(jià)格低廉的優(yōu)勢(shì),已在臨床逐步推廣應(yīng)用。
3.3.6 PCR-ELISA
PCR-ELISA技術(shù)是PCR擴(kuò)增以后,在微孔板上借用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)的原理,使用酶標(biāo)抗體,進(jìn)行固相雜交來實(shí)現(xiàn)定量。該技術(shù)是一種具有很高靈敏度和特異性的方法[14],但ELISA是一個(gè)開放性的反應(yīng),擴(kuò)增后進(jìn)行ELISA反應(yīng),容易產(chǎn)生污染引起假陽(yáng)性,同時(shí)操作過程較繁瑣,臨床上難以廣泛應(yīng)用。
3.3.7 基因芯片技術(shù)
是PCR技術(shù)與核酸分子雜交相結(jié)合,通過對(duì)HIV基因組分析,將該病毒的高度保守序列作為鑒定指標(biāo),可直接對(duì)病毒病原體進(jìn)行檢測(cè),顯著提高了診斷的準(zhǔn)確性。1996年,Kozal等[15]研制出一種DNA芯片,對(duì)HIV-1逆轉(zhuǎn)錄酶及蛋白酶的基因突變進(jìn)行篩選,并跟蹤監(jiān)測(cè)HIV拮抗藥物的產(chǎn)生和突變、疾病相關(guān)基因型以及患者在治療中的反應(yīng)。1998年,Hauser等[16]應(yīng)用DNA芯片技術(shù)在艾滋病患者出現(xiàn)抗體反應(yīng)前檢測(cè)HIV,對(duì)艾滋病的早期診斷有十分重要的意義。Affy-nletrix公司和Roche Mo1ecular公司合作生產(chǎn)的新一代診斷試劑盒,利用RMS實(shí)驗(yàn)室的PCR擴(kuò)增技術(shù)和DNA芯片技術(shù)結(jié)合檢測(cè)艾滋病患者的HIV耐藥反應(yīng)。HIV PRT440也已廣泛用于HIV-l病毒的測(cè)序、分型及多態(tài)性分析[17] 。基因表達(dá)譜研究可以高通量在檢測(cè)基因表達(dá)信息[18]。國(guó)內(nèi)也有文獻(xiàn)報(bào)道采用基因芯片檢測(cè)HIV[19,20] 。由此可見,基因芯片在鑒定HIV感染中具有其他方法無可比擬的優(yōu)越性。
盡管基因芯片技術(shù)需要進(jìn)一步的不斷完善,但完全可以預(yù)計(jì)在不久的將來其應(yīng)用前景會(huì)錦上添花。不單限于HIV的耐藥性檢測(cè)和基因診斷,可以讓許多感染性疾病病原體的基因集中在一張芯片上,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行感染診斷。
總之,分子生物學(xué)檢測(cè)技術(shù)有助于HIV感染者的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療,也有助于對(duì)治療艾滋病藥物的療效評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)程,減少艾滋病對(duì)個(gè)人、家庭及社會(huì)的危害。隨著HIV分子生物學(xué)技術(shù)在高特異性、高敏感性、快速、自動(dòng)化等方面的不斷進(jìn)步,HIV分子診斷可望成為艾滋病診斷標(biāo)準(zhǔn)之一,并通過對(duì)HIV突變及個(gè)體遺傳差異的檢測(cè)指導(dǎo)抗病毒治療,為人類遏止艾滋病的流行發(fā)揮重要的作用。
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