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高精度NTC热敏电阻在核酸检测中的重要作用
返回列表 来源: 发布日期: 2021.12.02

自2020年的新冠疫情在全球爆发以来,至今仍然持续高位流行。为了控制新冠疫情扩散风险,全面落实常态化疫情防控策略,持续的大规模核酸检测是非常必要的。为了提高核酸检测的准确性,使用高精度NTC热敏电阻作为PID温度控制模块的传感器,可以为PID温度控制模块提供优异的实时测温值,从而保证PID温控器可以精确地实现控温。南京时恒电子科技有限公司生产的高精度NTC热敏电阻最高测量精度可达±0.01℃,测温精确,灵敏度高,大大提高了核酸检测结果的准确性,缩短了核酸检测时间,使核酸检测更快、更便捷。

核酸是如何检测的呢?从生物医学的角度来说,假设咽拭子检测样本中可能只有1个病毒,由于数量过少,光学荧光检测不到,导致新冠检测结果假阴性。因此,需要经过DNA/RNA扩增(克隆/复制)后才能进行分析和检测。目前普遍采用以下两种扩增技术:①聚合酶链反应(PCR,RT-PCR)、②环介导等温扩增(LAMP)。例如,通过PCR将这1个病毒DNA片段扩增成数十亿个,然后再做核酸光学荧光,无论咽拭子中病毒量如何,只要有病毒就能被检测出来,因此核酸检测结果的准确性大大增加。

PCR的这三个关键步骤如下图所示:

第一步,变性(Denaturing):将温度升高至94-95℃,连接双链DNA的氢键被打开,DNA双链变成两条单链DNA(母链);

第二步,退火(Annealing stage):将温度下降至50-56℃,加入热稳定的DNA聚合酶(Taq)和脱氧核苷三磷酸(dNTPs)。DNA引物(Primer)结合到已打开的DNA单链上目标扩增序列的特定位置。

第三步,延长(Elongation):温度重新升高至72℃,以DNA两条单链作为模板母链,DNA引物带领DNA聚合酶将dNTPs放置在正确的位置上将子链DNA延长。自此,一条双链DNA变成了两条双链DNA。

重复此循环过程,很快可产生数十亿个DNA拷贝。在PCR的这三步中,除了加入正确的primer,最为重要的成功因素就是调控准确的温度。

图片1

来源: https://www.yourgenome.org/facts/what-is-pcr-polymerase-chain-reaction

LAMP(环介导等温扩增)是一种等温核酸扩增技术。与PCR需要循环三个不同的温度相比,LAMP扩增是在恒定温度下进行的(60–65 °C)。 LAMP的优势在于操作简单和低成本,但是如果温度控制不当会导致检测错误,因为不同的物质、不同的温度会导致错误的产生。 

不管是PCR和LAMP扩增技术,都需要对加热/冷却的元件进行精确的温度控制。相比于其他类型的温度传感器,NTC热敏电阻制做的高精度温度传感器具有更高的电阻温度系数和更小的体积,所以其具有更高的测温精度和灵敏度。

目前,最新研发的恒温核酸扩增检测分析仪、新冠病毒核酸检测试剂盒(恒温CRISPR法)成为国内最快的新冠核酸检测自动化设备。CRISPR是一种基因编辑技术工具,具有广阔的应用前景,在核酸检测中也可以应用。将核酸靶标加入CRISPR/Cas反应体系,活性蛋白Cas的剪切活性会被激活,从而剪切反应体系中带有荧光基团的引物探针,如果样本呈阳性,就会因Cas蛋白剪切发出荧光。这款仪器的核酸扩增环节需要保持42摄氏度,所以需要高精度NTC热敏电阻制作的温度传感器来进行精确控温。

南京时恒电子科技有限公司生产的用于核酸检测的高精度NTC热敏电阻,测量温度精度达到±0.05℃、最高精度可达±0.01℃;并且可以实现宽温度区间的高精度;其电阻温度系数达到-4%~-5%;具有高灵敏度、高精确度、高稳定性、高可靠性、高互换性等特点,在核酸检测中可以发挥重要的作用!

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