Ứng dụng dành cho đối tác 
19001717 Xét nghiệm PCR là gì?
PCR là viết tắt của Polymerase Chain Reaction, gọi là phản ứng chuỗi polymerase. Đây là một kỹ thuật sinh học phân tử hiện đại, được sử dụng để khuếch đại (nhân bản) một đoạn DNA hoặc RNA cụ thể. Mục tiêu của xét nghiệm PCR là tạo ra một lượng lớn bản sao từ một đoạn DNA/RNA nhất định chỉ sau một khoảng thời gian rất ngắn. Từ đó hỗ trợ phân tích và nghiên cứu các mẫu một cách dễ dàng. Điều này đặc biệt quan trọng khi mẫu DNA/RNA ban đầu rất nhỏ và không đủ để kiểm tra trực tiếp.
Xét nghiệm PCR như thế nào?
Tùy vào mục đích phân tích, xét nghiệm PCR có thể sử dụng nhiều mẫu khác nhau, thường là máu, nước bọt, hoặc dịch hầu họng. Mẫu sau đó sẽ được chiết tách DNA từ các tế bào. Quá trình này bao gồm việc phá vỡ màng tế bào và loại bỏ các thành phần không cần thiết, như protein hoặc lipid. DNA thu được sẽ trải qua bước làm sạch nhằm đảm bảo chỉ còn lại vật liệu di truyền, sẵn sàng cho quá trình khuếch đại.
DNA sau khi được tách chiết sẽ được đưa vào hỗn hợp phản ứng PCR cùng với các thành phần quan trọng khác. Tất cả các thành phần này sẽ được trộn trong một ống phản ứng nhỏ và tách biệt với môi trường. Điều này giúp hỗn hợp tránh tránh bị nhiễm khuẩn hoặc bị lẫn các DNA không muốn, từ đó duy trì độ chính xác của xét nghiệm.
Các thành phần cụ thể trong hỗn hợp bao gồm:
- Primer: Hai đoạn mồi ngắn được thiết kế đặc biệt để bám vào hai đầu đoạn DNA mục tiêu.
- DNA polymerase: Enzyme đảm nhiệm việc tổng hợp DNA mới, thường là Taq polymerase do có khả năng chịu nhiệt cao.
- dNTPs: Các nucleotide tự do (A, T, C, G) cần thiết để xây dựng các chuỗi DNA mới.
- Buffer: Giúp tạo môi trường hóa học phù hợp cho phản ứng.
Hỗn hợp phản ứng sau đó được đặt trong máy xét nghiệm PCR. Đây là loại máy tân tiến, được sử dụng để khuếch đại DNA qua các chu kỳ nhiệt. Mỗi chu kỳ bao gồm 3 bước chính như sau:
- Biến tính (Denaturation): Máy xét nghiệm nung nóng hỗn hợp đến 94 – 98°C để phá vỡ liên kết hydro giữa hai mạch DNA, tách chúng thành sợi đơn.
- Gắn mồi (Annealing): Nhiệt độ sau đó giảm xuống khoảng 50 – 65°C. Việc này tạo điều kiện để các đoạn mồi (primer) bám chính xác vào vị trí đặc hiệu trên sợi DNA đơn.
- Kéo dài (Extension): Nhiệt độ lại tăng lên đến 72°C. Tại đây, DNA polymerase bổ sung các nucleotide tự do vào chuỗi DNA mới dựa trên khuôn mẫu của sợi DNA ban đầu.
Quá trình thực hiện các chu trình được lặp lại từ 30 – 40 chu kỳ. Mỗi chu kỳ làm tăng lượng DNA mục tiêu lên gấp đôi theo cấp số nhân và tạo ra một lượng DNA sản phẩm rất lớn so với ban đầu.
Sau khi hoàn tất quá trình khuếch đại, sản phẩm DNA sẽ được kiểm tra để xác nhận sự thành công của xét nghiệm. Tùy theo mục đích mà phương pháp phân tích có thể là định tính hay định lượng. Định tính là những phương pháp xét nghiệm được sử dụng để xác định xem sản phẩm PCR có tồn tại hay không. Trong khi định lượng đo lường chính xác lượng sản phẩm DNA được tạo ra trong quá trình xét nghiệm PCR, giúp xác định lượng DNA ban đầu trong mẫu.
Xét nghiệm Real time PCR là gì?
Real-time PCR (qPCR) là kỹ thuật cải tiến từ PCR truyền thống, cho phép theo dõi và đo lường sự khuếch đại của DNA trong thời gian thực. Đây là kỹ thuật đặc biệt hữu ích trong việc phát hiện nhiều bệnh nhiễm trùng virus và vi khuẩn nguy hiểm. Điều này nhờ vào khả năng giảm thiểu nguy cơ nhiễm bẩn cũng như cho phép định lượng đồng thời nhiều mẫu bệnh phẩm.
Trong Real-time PCR, sự khuếch đại của DNA trong từng chu kỳ nhiệt được theo dõi bằng các chất phát quang. Máy PCR đo cường độ tín hiệu huỳnh quang và hiển thị dữ liệu này dưới dạng một đường cong khuếch đại. Tín hiệu huỳnh quang tăng lên theo từng chu kỳ và tỷ lệ thuận với lượng DNA được tạo ra, từ đó giúp định lượng chính xác DNA ban đầu.
Quy trình của qPCR tương tự như xét nghiệm PCR truyền thống, nhưng bổ sung thêm bước đo tín hiệu huỳnh quang sau mỗi chu kỳ nhiệt. Máy sẽ liên tục ghi nhận cường độ tín hiệu, từ đó xác định chu kỳ ngưỡng (Ct) khi tín hiệu vượt qua mức phát hiện. Dựa vào giá trị Ct mà có thể tính toán lượng DNA ban đầu theo cách định lượng.
Xét nghiệm PCR có chính xác không?
Xét nghiệm PCR là một trong những phương pháp có độ chính xác cao nhất trong lĩnh vực sinh học phân tử. PCR có thể phát hiện mầm bệnh ngay cả khi chúng tồn tại ở nồng độ rất thấp. Điều này giúp giảm thiểu tối đa nguy cơ bỏ sót các trường hợp nhiễm bệnh mà chưa có biểu hiện rõ ràng trong giai đoạn đầu.
Tuy nhiên, độ chính xác của xét nghiệm cũng phụ thuộc vào một số yếu tố nhất định. Trong đó bao gồm chất lượng mẫu, quy trình thực hiện và khả năng kiểm soát nhiễm khuẩn trong phòng thí nghiệm. Nếu các yếu tố này được kiểm soát tốt, PCR có thể đạt độ chính xác gần như tuyệt đối.
Ý nghĩa của xét nghiệm PCR
Xét nghiệm PCR được ứng dụng rất nhiều trong nghiên cứu khoa học và thực tiễn lâm sàng. Nó giúp giải quyết các vấn đề mà trước đây phải rất khó khăn mới thực hiện thành công. Chẳng hạn như phân tích DNA trong các mẫu nhỏ hoặc phát hiện các mầm bệnh mà không thể xác định được bằng các phương pháp khác. Vậy nên, PCR được xem là một đột phá lớn, là nền tảng cho nhiều kỹ thuật phân tích hiện đại nhờ vào độ nhạy và độ đặc hiệu cao.
Trong y học, xét nghiệm PCR là công cụ chẩn đoán mạnh mẽ để phát hiện các tác nhân gây bệnh như vi khuẩn, virus và yếu tố di truyền. Với độ nhạy cao, PCR có thể phát hiện DNA/RNA của mầm bệnh ngay cả khi chúng chỉ tồn tại ở nồng độ cực thấp trong cơ thể.
- Nhiễm virus: Giúp chẩn đoán tình trạng nhiễm các virus nguy hiểm như HIV, virus SARS-CoV-2 (COVID-19), viêm gan B, C, và virus HPV gây ung thư cổ tử cung.
- Nhiễm vi khuẩn: Hỗ trợ chẩn đoán tình trạng nhiễm lao phổi (do Mycobacterium tuberculosis), bệnh lậu (Neisseria gonorrhoeae) và vi khuẩn Chlamydia.
- Bệnh lý di truyền: Phát hiện các bệnh di truyền phổ biến như tan máu bẩm sinh Thalassemia, thoái hóa thần kinh, hoặc bệnh xơ nang.
- Dị tật bẩm sinh: Hỗ trợ chẩn đoán các bất thường nhiễm sắc thể ở thai nhi như hội chứng Down, Turner, và Klinefelter.
Hơn nữa, xét nghiệm PCR còn hữu ích giúp khám phá cấu trúc, chức năng, phân tích đột biến và biểu hiện của gen. Nó hỗ trợ nghiên cứu các sinh vật ở cấp độ phân tử thông qua các đoạn DNA cụ thể mà không cần chiết tách toàn bộ genome. Từ đó mở rộng đáng kể phạm vi ứng trong nghiên cứu cơ bản và thực tiễn lâm sàng.
Lời kết
Như vậy, bài viết đã chia sẻ đầy đủ thông tin về xét nghiệm PCR. Đây là xét nghiệm đặc biệt quan trọng trong sinh học phân tử, giúp xác định và chẩn đoán nhiều loại nhiễm trùng nguy hiểm. Trong đó bao gồm các bệnh lây lan nhanh như nhiễm virus SARS-CoV-2 và virus viêm gan.
