真空技術在核酸檢測的關鍵作用

　　3月以來，新冠變異病毒在全國各地瘋狂傳播。作為防控疫情的關鍵，核酸檢測已經(jīng)逐漸常態(tài)化。但是做過這么多次核酸檢測，你知道它的流程么?它是怎樣檢測出新冠病毒的?真空技術在核酸檢測環(huán)節(jié)又發(fā)揮了怎樣的作用?今天我們來一探究竟。

　　進行核酸檢驗，需要經(jīng)過取樣、留樣、留存、核酸提取、上機檢測五個步驟。

　　1、采集人體分泌物，用鼻試子或咽試子擦拭鼻腔或咽后壁及雙側咽扁桃體處。

　　2、醫(yī)務人員進行留樣，將試子頭浸入細胞保存液中，折斷尾部后立即旋緊管蓋。

　　3、將樣本放入密閉袋中，保存好并及時送檢。

　　4、將樣本送進實驗室，提取核酸。

　　5、將提取物進行熒光PCR擴增反應。

　　前三步大家都比較熟悉，最后兩步我們是接觸不到的，尤其熒光PCR擴增反應，感覺很厲害的樣子。目前的新冠病毒核酸檢測試劑盒，多數(shù)釆用熒光定量PCR檢測法。所以核酸檢測能做到快速準確，熒光定量PCR檢測法才是核心武器。

　　那么什么是熒光定量PCR檢測法呢?首先我們要知道何為PCR。PCR是一種用于放大擴增特定的DNA片段的分子生物學技術，它可看作是生物體外的特殊DNA復制，PCR的最大特點是能將微量的DNA大幅增加，所以當微量的新冠病毒DNA被復制后，樣本里的病毒就會被發(fā)現(xiàn)。

　　常規(guī)PCR檢測通過反復升降溫度達到DNA分子擴增的目的，但此技術操作復雜且無法實現(xiàn)精確定量，不適合當下的疫情監(jiān)測。熒光定量PCR方法的檢測原理，是以病毒獨特的基因序列檢測靶標，通過PCR擴增，使靶標的DNA序列指數(shù)級增加，每一個擴增出來的DNA序列，都可與預先加入的一段熒光標記探針結合，產(chǎn)生熒光信號，而測量累計的熒光信號，就是確定樣本中是否存在病毒核酸的依據(jù)。這是目前用的最多的陽性確診方式。

常規(guī)PCR檢測流程

熒光定量PCR操作流程

　　說到這里，核酸檢測的流程我們已經(jīng)大體了解了。那么熒光定量PCR檢測法和真空技術有什么關系呢?

　　在最后的上機檢測環(huán)節(jié)，醫(yī)護人員需要觀測樣本中是否有新冠病毒DNA序列所產(chǎn)生的熒光信號，用什么觀測?就是熒光PCR核酸檢測設備的核心元器件：熒光濾光片。

熒光PCR核酸檢測設備

　　熒光濾光片是應用于生物醫(yī)學和生命科學儀器的關鍵元件，主要作用是在生物醫(yī)學熒光檢驗分析系統(tǒng)中分離和選擇物質的激發(fā)光與發(fā)射熒光的特征波段光譜。分子在吸收帶吸收激發(fā)光譜，然后在發(fā)射帶發(fā)射長波的輻射光譜，即形成了熒光光譜，這是熒光濾光片的工作原理。熒光濾光片包含激發(fā)濾光片，發(fā)射濾光片和分色鏡。高性能的熒光濾光片可以極大提高病毒定量檢測的準確性和可靠性。

　　自2022年新一輪新冠疫情出現(xiàn)以來，全國各地的光學儀器生產(chǎn)商持續(xù)保障熒光濾光組件的生產(chǎn)供應。比如全國核酸檢測用PCR濾光器件的龍頭企業(yè)沈陽儀表院光學公司就在3月末緊急啟動三級應急預案，實行封閉管理，24小時不停產(chǎn)，全力保障各地核酸檢測的正常進行。

　　熒光濾光片屬濾光片在醫(yī)學領域的應用。生產(chǎn)制造濾光片技術是一項復雜的工程技術，涉及到的專業(yè)技術領域很多，包括真空獲得技術，真空測量技術，計算機輔助設計技術，光學特性檢測技術，電子電路技術，材料特性檢測及制備技術等。

　　高質量熒光濾光片采用單片無色透明的玻璃作為基底，在玻璃的兩個表面鍍膜。在真空鍍膜機的真空室中，介質膜料受到加熱或電子束轟擊而蒸發(fā)，蒸氣沉積在光學表面上。在蒸發(fā)期間，通過控制加熱、真空度、基板定位和旋轉可以制造出具有特定厚度的均勻光學鍍膜。

　　如果真空鍍膜機內(nèi)真空度沒有達到要求，將會導致膜料蒸氣分子與剩余氣體分子碰撞幾率增加，蒸氣分子動能大大減小，使得蒸氣分子無法到達基片，或無力沖破基片上的氣體吸附層，或勉強能沖破氣體吸附層但與基片的吸附能卻很小，從而導致光學濾光片器件沉積的膜層疏松，聚積密度低且機械強度差，使得濾光片的膜層折射率、硬度變差。所以沒有真空鍍膜技術就不能生產(chǎn)熒光濾光片，核酸檢測就無法快速準確地完成。

　　在光學儀器的生產(chǎn)中，濾光片制備工藝主要分為蒸發(fā)沉積、離子束濺射(IBS)、等離子體濺射及原子層沉積(ALD)、CAD下載。他們都是在真空條件下工作的。

　　濾光片在我們的生產(chǎn)生活中應用特別廣泛，例如矯正視力的近視鏡上有減反射濾光片，汽車反光鏡上有高反射濾光片，商務辦公中廣泛使用的投影機核心部件更是集合了多種濾光片，去醫(yī)院檢查身體使用的生化檢測儀核心部件之一的單色器很多都是采用窄帶濾光片，數(shù)碼相機中使用了長波通濾光片、短波通濾光片，各種光學儀器，液晶顯示器以及防偽技術，光通訊，激光技術等等都與濾光片技術的發(fā)展密不可分。

　　可以說沒有濾光片技術的發(fā)展作為基礎，很多近現(xiàn)代新興技術都難以取得目前的成就。小小的濾光片，在國民經(jīng)濟和國防建設中得到了廣泛的應用，獲得了科學技術工作者的日益重視。