即時聚合酶鏈式反應(qPCR)原理!
2021-02-12 生物化學微課堂各章PPT、習題及答案連結！
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1、《生物化學-緒論》習題及答案！
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病毒檢測又是怎麼做的呢？
實際上，新冠病毒SARS-CoV-2的檢測採用的是一種應用非常廣泛的核酸檢測手段、被稱為金標準的即時聚合酶鏈式反應（qPCR）。
RT PCR技術經常被用來檢測HIV病毒、B肝病毒等病原體。RT PCR 的主要工作原理就是通過只對特定病毒有效的試劑製造大量的病毒核酸鏡像，從而檢測這種病毒是否出現在樣本，比如病人的鼻涕裡。
我們先來看看RT PCR的具體過程吧。
首先，先用高溫把病毒的雙鏈DNA拆成2根單鏈，拆開的目的就是為了製造它的鏡像。當然，有些病毒（如HIV病毒和新型冠狀病毒）的遺傳物質不是DNA，而是RNA，也就是說它只有一條鏈。那麼在做的時候稍微麻煩一點，要先把它變成雙鏈的，然後再拆開來。
引物和單鏈DNA結合
接著就要開始製造鏡像了。製造的時候，要先定個地標，然後才能開始作業。這個地標就是引物，也就是一小段單鏈 DNA，它會和病毒核酸的特定部位，比如某個基因開頭的地方結合。
地標定好了，就可以開始正式的鏡像複製黏貼了。複製的過程，靠的是一種叫做 Taq聚合酶 的蛋白質，我們就叫它小T吧。
Taq聚合酶來自生活在溫泉裡的海棲熱袍菌
小T賊強賊好用，50攝氏度的高溫都不會熟（變性），因為它來自生活在溫泉和深海熱泉裡的海棲熱袍菌。換別的蛋白質，在 PCR 機器的高溫裡烘一會兒就涼了。咦？
Taq聚合酶（黃色）生產擴增子（白色）
小T只認地標，見到地標才開工。找到作為地標的引物後，小T和溜達雞似得順著它一路往下走，就複製出了一段病毒核酸的鏡像，這個鏡像就叫做擴增子。
如果能檢測出擴增子，就能證明出現了我們要找的病毒基因。現在問題來了，DNA 和 RNA 那麼小，我們怎麼知道有沒有產生足夠多的擴增子呢？
這時候就要加入螢光探針，也就是一小段能夠發出螢光的特殊單鏈 DNA 來檢測了。
螢光探針一端有個會發螢光的分子，另一端則會把螢光吃掉。
螢光探針這個東西很神奇，它的一端有一個會發出螢光的分子R（報告螢光基團），另一端有一個吸收螢光的分子Q（淬滅螢光基團）。
R和Q它倆是一對在一起就要吵架的極品冤家，只要R發光，Q就會把它的光吸收掉。但是它倆要是分開，R發出的光就不會被吸收掉，我們就可以看到它亮了。
螢光探針檢測擴增子就是利用R和Q分分合合的原理。當路標，也就是引物和病毒核酸結合的時候，探針也會到引物後面的某段特定DNA，比如某個基因上乖乖躺好，就好像在路上裝了一個炸彈一樣。
引物（左）和螢光探針（右）可以和病毒單鏈核酸的特定位置結合
我們剛才說過，小T會沿著引物一邊溜達一邊修路，製造出病毒核酸的鏡像。不過，小T不僅是修路專家，還是拆彈專家，它會把粘在路上的探針拆散架。
遇到小T後，螢光探針就 BONG 炸了，R和Q就果斷分手了。分手後，重獲自由的R渾身上下開始散發出單身才有的光彩，就可以被探測儀檢測到了。所以，如果檢測到了螢光，就說明檢測到了目標病毒核酸啦。
S型的擴增曲線代表檢測出了病毒。如果是平直的擴增曲線，則代表沒有檢測出病毒。
這裡的路標（引物）、修路專家小T、螢光探針，還有一些催化劑就是傳說中的病毒核酸試劑了。在檢測的時候，只要把病毒樣本和試劑混合，放到 RT PCR 機器裡去跑，就可以得出病人有沒有被病毒感染的結果了。
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