Отбор, транспортировка и хранение материала для исследования методом ПЦР

Содержание

Слайд 2

Полимеразная цепная реакция (ПЦР) ПЦР – это метод лабораторной диагностики, направленный

Полимеразная цепная реакция (ПЦР)
ПЦР – это метод лабораторной диагностики, направленный

на выявление специфического участка ДНК возбудителя, путём многократного удвоения этого участка
Слайд 3

Этапы ПЦР Денатурация ДНК (95оС) Отжиг праймеров (55-65оС) Полимеризация цепей ДНК (72оС)

Этапы ПЦР

Денатурация ДНК
(95оС)

Отжиг праймеров
(55-65оС)

Полимеризация цепей ДНК
(72оС)

Слайд 4

Цикличность реакции амплификации N=1 N=40 N – количество циклов ПЦР

Цикличность реакции амплификации

N=1

N=40

N – количество
циклов ПЦР

Слайд 5

Экспоненциальный характер течения ПЦР

Экспоненциальный характер течения ПЦР

Слайд 6

Слайд 7

Основные характеристики ПЦР Высокая чувствительность, основанная на экспоненциальном принципе накопления продукта.

Основные характеристики ПЦР

Высокая чувствительность, основанная на экспоненциальном принципе накопления продукта.
Высокая специфичность,

основанная на выявлении уникальных для микро-(макро)-организма участков генетического материала.
Метод прямого выявления возбудителя, основанный на универсальности способа хранения и передачи генетической информации живой материи.
Универсальность протокола исследования: единый принцип экстракции и амплификации ДНК/РНК
Выявление некультивируемых возбудителей (например, вирусы)
Возможность стандартизации: все этапы лабораторного исследования можно автоматизировать
Слайд 8

Характеристика тест-систем на основе ПЦР Высокая специфичность, основанная на выявлении уникальных

Характеристика тест-систем на основе ПЦР
Высокая специфичность, основанная на выявлении уникальных для

микроорганизма участках генетического материала
Высокая чувствительность, основанная на экспоненциальном накоплении мишени НК (500 – 1000 клеток на мл)
Слайд 9

Преимущества метода ПЦР Прямой метод обнаружения возбудителя Широкий спектр биологического материала

Преимущества метода ПЦР
Прямой метод обнаружения возбудителя
Широкий спектр биологического материала
Кровь, сыворотка
Моча
Фекалии
Соскобы, мазки

со слизистых
Слюна
Сперма
Внутренние органы и др.
Слайд 10

Особенности применения метода ПЦР Адекватный материал Где искать? Когда искать? Хранение,

Особенности применения метода ПЦР
Адекватный материал
Где искать?
Когда искать?
Хранение, транспортировка материала
Как хранить?
Как транспортировать?

Слайд 11

Экстракция нуклеиновых кислот (НК) - получение очищенного препарата НК

Экстракция нуклеиновых кислот (НК) - получение очищенного препарата НК

Слайд 12

Гемоглобин Гепарин Иммуноглобулины Билирубины и желчные кислоты Слизь (мукополисахариды) Гормоны Ферменты

Гемоглобин
Гепарин
Иммуноглобулины
Билирубины и желчные кислоты
Слизь (мукополисахариды)
Гормоны
Ферменты
Ионы металлов (Ca2+, Fe3+)
Соли
Продукты жизнедеятельности микрофлоры
Высокомолекулярная геномная

ДНК

Ингибиторы ПЦР

Слайд 13

Быстрые в исполнении, НО! Низкая эффективность очистки от ингибиторов Нет концентрирования

Быстрые в исполнении, НО!
Низкая эффективность очистки от ингибиторов
Нет концентрирования
Непригодны

для выделения РНК!!!

Методы экстракции нуклеиновых кислот

Простые (экспресс) – кипячение, разбавление

Слайд 14

Сложные – сорбция ДНК/РНК на носителе/ преципитация НК и удаление ингибиторов

Сложные – сорбция ДНК/РНК на носителе/ преципитация НК и удаление ингибиторов

промыванием
Длительные и трудоемкие (по сравнению экспресс)
Высокая эффективность экстракции
Высокая эффективность удаления ингибиторов
Возможность автоматизации
Слайд 15

Сложные методы экстракции нуклеиновых кислот Лизис хаотропными агентами (н-р. гуанидинтиоцианат) ⇒

Сложные методы экстракции нуклеиновых кислот

Лизис хаотропными агентами (н-р. гуанидинтиоцианат) ⇒ сорбция

ДНК/РНК на силикагеле или магнитных частицах (ДНК-сорб В, РИБО-Сорб, МАГНО-сорб)
Лизис хаотропными агентами⇒ сорбция ДНК/РНК на стекловолоконных фильтрах (Qiagen Inc., АВТО-сорб)
Лизис гуанидинтиоцианатом ⇒ кислофенольная экстракция РНК ⇒ высаживание РНК изопропанолом (РИБО-золь).
Для экстракции ДНК используют фенол pH=8.0
Лизис гуанидинтиоцианатом ⇒ высаживание РНК/ДНК изопропанолом в присутствии носителя (Roche, РИБО-преп)
Слайд 16

Экстракция ДНК/РНК сорбцией на силикагеле Отмывка от солей этанолом Элюция РНК/ДНК

Экстракция ДНК/РНК сорбцией на силикагеле

Отмывка от солей
этанолом

Элюция РНК/ДНК
Водой или
TE-буфером
Подсушивание


при 60-65оС

Лизис
биологического
материала
раствором GuTC

Сорбция НК на
частицы
силикагеля (SiO2)

Отмывка GuTC
от белков и
полисахаридов

ДНК-сорб, Рибо-сорб

Слайд 17

Схема экстракции НК сорбцией на колонках Лизис Сорбция НК Удаление примесей

Схема экстракции НК сорбцией на колонках

Лизис

Сорбция НК

Удаление примесей

Элюция НК

Перенос НК в

чистую пробирку

Проба

Лизирующий раствор

Возможность автоматизации процесса («QIAcube», Qiagen Inc.)
Использовать ВКО из ПЦР-комплекта!

Слайд 18

Методы одновременной экстракции ДНК/РНК

Методы одновременной экстракции ДНК/РНК

Слайд 19

Контроль взятия и сохранности материала (эндогенный) Потери ДНК/РНК (эффективность экстракции) Полнота

Контроль взятия и сохранности материала (эндогенный)
Потери ДНК/РНК (эффективность экстракции)
Полнота удаления ингибиторов
Контроль

за работой персонала

Внутренний контроль (ВК) – неотъемлемая часть ПЦР-исследования

Слайд 20

РНК/ДНК Эндогенный – экзогенный Флуоресцентные - электрофоретические Общая классификация (ВК)

РНК/ДНК
Эндогенный – экзогенный
Флуоресцентные - электрофоретические

Общая классификация (ВК)

Слайд 21

РНК и ДНК контроли

РНК и ДНК контроли

Слайд 22

Слайд 23

Экстракция НК э/ф детекция вко В- образцы Использование экзогенного ВК при

Экстракция НК

э/ф детекция

вко

В-

образцы

Использование экзогенного ВК при проведении ПЦР-исследования

В-

В-

К-

К+

Слайд 24

Конкурентный ВКО (амплификация одинаковыми праймерами со спецификой) А А В пко

Конкурентный ВКО (амплификация одинаковыми праймерами со спецификой)

А

А

В

пко

вко

пко

вко

Отличается по составу внутренней части
и

длине от специфического фрагмента

Отличается по составу внутренней
части от специфического фрагмента

Электрофоретическая
детекция

Флуоресцентная
детекция

Слайд 25

Неконкурентный ВКО (амплификация разными праймерами со спецификой) пко вко пко вко Электрофоретическая детекция Флуоресцентная детекция

Неконкурентный ВКО (амплификация разными праймерами со спецификой)

пко

вко

пко

вко

Электрофоретическая
детекция

Флуоресцентная
детекция

Слайд 26

Способы детекции ВК для ЭФ и флуоресцентных методов пко вко пко

Способы детекции ВК для ЭФ и флуоресцентных методов

пко

вко

пко

вко

ВКО

пко

Электрофоретическая
детекция

Флуоресцентная
детекция

Слайд 27

Адекватный вид материала Зачем искать? Где искать? Когда искать? Правильное взятие

Адекватный вид материала
Зачем искать?
Где искать?
Когда искать?
Правильное взятие материала
Хранение и транспортировка
по инструкции
Метод

экстракции

Ключевые моменты предамплификационных этапов для получения правильного результата ПЦР-исследования

Слайд 28

Цель Мониторинг Скрининг Выявление этиологического агента другие Патогенез Где искать? Когда

Цель
Мониторинг
Скрининг
Выявление этиологического агента
другие
Патогенез
Где искать?
Когда искать?
Возраст и пол
Вид животного

Ключевые моменты выбора материала

для ПЦР-исследования
Слайд 29

Асептика и антисептика Одноразовые пробирки Индивидуальные инструменты Количество, достаточное для повторного

Асептика и антисептика
Одноразовые пробирки
Индивидуальные инструменты
Количество, достаточное для повторного исследования
Понятная маркировка
Правильная упаковка

Принципы

взятия материала
Слайд 30

Кровь, сыворотка/плазма Материал из респираторного тракта Урогенитальные мазки Сперма Фекалии, помет,

Кровь, сыворотка/плазма
Материал из респираторного тракта
Урогенитальные мазки
Сперма
Фекалии, помет, ректальные мазки
Молоко
Корма
Вода

Материал для ПЦР-исследования

Слайд 31

Цельная кровь Отбор в одноразовые пробирки ЭДТА или цитратом натрия Гемолитик

Цельная кровь
Отбор в одноразовые пробирки
ЭДТА или цитратом натрия
Гемолитик
РИБО-сорб (РНК), РИБО-преп

(РНК+ДНК), ДНК-сорб-В(ДНК)
50-100 мкл
Сыворотка/плазма крови
Без предобработки
РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В, МАГНО-сорб
100 мкл или более
Слайд 32

Кровь Биохимия, серология, ИФА Пробирка покрыта тонкодисперсными частицами диоксида кремния, которые

Кровь
Биохимия, серология, ИФА
Пробирка покрыта тонкодисперсными частицами диоксида кремния, которые ускоряют процесс

образования кровяного сгустка
Небьющийся корпус пробирки исключает потерю биопробы и контаминацию окружающих предметов
ПЦР и гематология
Внутренняя стенка пробирки покрыта EDTA в концентрации 1,8 мг на 1 мл крови, которая предотвращает свертывание крови, блокируя ионы кальция и не влияет на гематологические параметры
Эритроциты, лейкоциты остаются стабильными до 24 часов, тромбоциты в течении 6-8 часов.
Слайд 33

Слайд 34

Слайд 35

Игла прокалывает резиновую крышку пробирки. Образуется канал между пробиркой и полостью

Игла прокалывает резиновую крышку пробирки. Образуется канал между пробиркой и

полостью вены. При извлечении пробирки резиновая мембрана вновь закрывает иглу, препятствуя току крови
Слайд 36

КРС Лошади Из яремной вены (v. jugularis) Кровь берут в нижней

КРС
Лошади
Из яремной вены (v. jugularis)
Кровь берут в нижней

трети шеи
Из хвостовой вены (v .сoccygea)
Кровь берут в средней трети тела 2-5 хвостовых позвонков, находящейся на линии, идущей вдоль хвоста и делящей его на 2 симметричные части.
Слайд 37

Свиньи Из ушной вены (v. auricularis) Из яремной вены (v.jugularis) Из


Свиньи
Из ушной вены (v. auricularis)
Из яремной вены (v.jugularis)
Из хвостовой вены

(v .сoccygea)
Из передней полой вены (v. cava inferior)
Слайд 38

Мелкие домашние животные из лучевой (v. radialis) вены из бедренной (v.

Мелкие домашние животные
из лучевой (v. radialis) вены
из бедренной (v. femoralis)

вены
Можно комплектовать пробирку иглой-бабочкой с люер-адаптером, что позволит поставить капельницу без дополнительной венепункции
Слайд 39

Материал из респираторного тракта Мазки из рото- и носоглотки Стерильный одноразовый

Материал из респираторного тракта
Мазки из рото- и носоглотки
Стерильный одноразовый зонд из

акрона или вискозы
Транспортная среда для респираторных мазков
Без предварительной обработки
РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В
100 мкл

Не использовать зонды на деревянной основе
Не использовать зонды с хлопковыми тампонами

Слайд 40

Слайд 41

Материал из респираторного тракта Трахеобронхиальный лаваж – 20 мл Бронхоальвеолярный лаваж

Материал из респираторного тракта
Трахеобронхиальный лаваж – 20 мл
Бронхоальвеолярный лаваж – 20

мл
Стерильные полипропиленовые пробирки
Для бактериальных возбудителей – 1,5мл ТБЛ/БАЛ центрифугировать при 12000g 15 минут, надосадочную жидкость удалить и ресуспендировать осадок в 100 мкл PBS или физ.раствора
Для вирусных возбудителей – 100 мкл ТБЛ/БАЛ без предварительного центрифугирования
РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В – 100 мкл
Слайд 42

Материал из урогенитального тракта Мазки, соскобы РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В – 100

Материал из урогенитального тракта
Мазки, соскобы
РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В – 100 мкл
Смывы с

препунция
РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В – 100 мкл
Сперма
Нативная/консервированная
К образцу добавить 4 объема PBS, центрифугировать 5 минут при 6500g
РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В – 100 мкл надосадочной жидкости
Слайд 43

Фекалии, помет Не менее 5 гр в стерильном контейнере 10-20% суспензия

Фекалии, помет
Не менее 5 гр в стерильном контейнере
10-20% суспензия
РИБО-сорб, РИБО-преп, ДНК-сорб-В

– 100 мкл
Хранение:
С добавлением 20% глицерина при -20 С до1 недели
Архивный материал – нативные фекалии
Из фекалий готовят 10-20% суспензию на стерильном физиологическом растворе или фосфатном буфере. Центрифугируют при 10-12 тыс об/мин в течение 2 мин. Экстракцию НК производят из надосадочной жидкости по возможности сразу. При необходимости хранения надосадочную жидкость в объеме 400-800 мкл переносят в новую пробирку и добавляют глицерин до концентрации 20% (или другой криопротектор). Допускается хранение надосадочной жидкости при температуре не выше минус 16 °С
Слайд 44

Особенности предобработки материала методом экспресс-фильтрации Суспензия фекалий Фильтрат суспензии фекалий Фильтрат

Особенности предобработки материала методом экспресс-фильтрации

Суспензия фекалий

Фильтрат суспензии фекалий

Фильтрат суспензии фекалий рекомендовано

применять для экстракции ДНК и РНК с применением комплектов реагентов «РИБО-преп» и «РИБО-сорб»
Слайд 45

Патматериал Фрагменты тканей и органов 1х1х1 см Отбор из очага поражения

Патматериал
Фрагменты тканей и органов 1х1х1 см
Отбор из очага поражения
Формирование усредненной пробы
Гомогенизация
РИБО-сорб,

РИБО-преп, ДНК-сорб-В – 50-100 мкл
Готовят 10% суспензию на стерильном физиологическом растворе или фосфатном буфере. Отстаивают полученную суспензию в течение 3 минут. Надосадочную жидкость используют для экстракции НК.
Слайд 46

Транспортировка и хранение Транспортировка В течение суток при температуре +2 -

Транспортировка и хранение
Транспортировка
В течение суток при температуре +2 - +8 без

заморозки
Более суток при температуре -16 С
В лаборатории
- 16 С в течение недели
- 68 С длительно
ОБРАЗЦЫ ПОВТОРНОЙ ЗАМРОЗКЕ НЕ ПОДЛЕЖАТ!!
Слайд 47

РАБОТА НАД ОШИБКАМИ

РАБОТА НАД ОШИБКАМИ

Слайд 48

Ошибки преаналитического этапа Ошибки аналитического этапа Ошибки постаналитического этапа

Ошибки преаналитического этапа
Ошибки аналитического этапа
Ошибки постаналитического этапа

Слайд 49

Ошибки преаналитического этапа Место взятия биологического материала Правильность взятия биологического материала

Ошибки преаналитического этапа
Место взятия биологического материала
Правильность взятия биологического материала
Обработка биологического материала
Хранение

биологического материала
Слайд 50

Взятие биологического материала Неверное определение места предполагаемой локализации инфекционного процесса, особенно

Взятие биологического материала
Неверное определение места предполагаемой локализации инфекционного процесса, особенно для

микроорганизмов, имеющих тропность ко многим видам тканей
Поиск в крови возбудителей, для которых гематогенный путь передачи и распространения не доказан или не является основным
Слайд 51

Взятие биологического материала Материал должен содержать максималь-ную концентрацию микроорганизмов Минимальное количество

Взятие биологического материала
Материал должен содержать максималь-ную концентрацию микроорганизмов
Минимальное количество примесей, спо-собных

ингибировать ПЦР (слизь, гной и т.д.)
Слайд 52

Обработка биологического материала Необходимо использовать антикоагулянты Присутствие гепарина в крови (антикоагу-лянтная

Обработка биологического материала
Необходимо использовать антикоагулянты
Присутствие гепарина в крови (антикоагу-лянтная терапия) может

привести к ложно-отрицательному результату
Слайд 53

Хранение биологического материала Разрушение РНК и ДНК возбудителей при нарушении сроков

Хранение биологического материала
Разрушение РНК и ДНК возбудителей при нарушении сроков хранения

и условий транспортировки
Замораживание цельной крови
Слайд 54

Нормативная документация СП 1.2.036-96 СП 1.3.1285-03 СП 1.3.2322-08

Нормативная документация
СП 1.2.036-96
СП 1.3.1285-03
СП 1.3.2322-08

Слайд 55

Ошибки аналитического этапа Выбор системы пробоподготовки Технологические ошибки

Ошибки аналитического этапа
Выбор системы пробоподготовки
Технологические ошибки

Слайд 56

Выбор системы пробоподготовки Неправильный выбор системы пробоподготовки Использование экспресс-методов на «сложных»

Выбор системы пробоподготовки
Неправильный выбор системы пробоподготовки
Использование экспресс-методов на «сложных» образцах, может

привести к ложноотрицатель-ным результатам ПЦР
Кросс-контаминация
Потери ДНК с сорбентом
Выбор метода выделения должен определяться характером биоматериала, степенью его загрязнения потенциальными ингибиторами
Слайд 57

Технологические ошибки Электрофоретическая детекция Риск принять неспецифические фрагменты за специфические при

Технологические ошибки
Электрофоретическая детекция
Риск принять неспецифические фрагменты за специфические при отсутствии К+

и маркером длин фрагментов
Детекция по конечной точке
Неправильное приготовление фоновых пробирок
Неправильное хранение фоновых пробирок
Неправильное хранение амплификационных пробирок
Детекция в «реальном времени»
Колебание флуоресценции в приборе, появление артефактных кривых
Слайд 58

Ошибки постаналитического этапа Ошибки интерпретации результатов ПЦР Сравнение результатов ПЦР и

Ошибки постаналитического этапа
Ошибки интерпретации результатов ПЦР
Сравнение результатов ПЦР и ИФА
Сравнение ПЦР

и микроскопии
Сравнение ПЦР и культурального метода
Контаминация
Слайд 59

Ошибки интерпретаци результатов ПЦР Неверная интерпретация результатов ПЦР-анализа, вследствие ошибочных представлений

Ошибки интерпретаци результатов ПЦР
Неверная интерпретация результатов ПЦР-анализа, вследствие ошибочных представлений об

инфекционном агенте или о возможностях метода
Непринятие во внимание особенностей персистенции и элиминации возбудителя
Клиническая оценка положительного результата ПЦР, определение его прогностической значимости
Неверная интерпретация результатов количественного ПЦР-анализа
Слайд 60

Сравнение результатов ПЦР и ИФА Наличие серологического окна Развитие иммунологической толерантности

Сравнение результатов ПЦР и ИФА
Наличие серологического окна
Развитие иммунологической толерантности
Генетически обусловленная серонегативность
Выявление

«иммунологического следа»
Использование родоспецифических тест-систем для ИФА
Зависимость результатов анализа методом ПЦР от используемого материала
ПЦР не позволяет определить стадию инфекционного процесса
Слайд 61

Сравнение результатов ПЦР и микроскопии Низкая чувствительность микроскопии Субъективность оценки результатов Ограниченный спектр выявляемых патогенов

Сравнение результатов ПЦР и микроскопии
Низкая чувствительность микроскопии
Субъективность оценки результатов
Ограниченный спектр выявляемых

патогенов