从新冠肺炎试剂盒制造科技看中国真实的科技实

《财经宏论》由腾讯新闻与优质媒体联合出品，深度解读宏观经济热点焦点问题。

本文由微信公众号苏宁金融研究院（ID：SIF-2015）原创，作者为苏宁金融研究院高级研究员钱杭。

眼下，新冠肺炎疫情在国外肆虐，高质量的新冠病毒检测试剂盒是全球市场的硬通货。也许你会好奇：在病毒检测这个高科技行业，中国的实力究竟如何？请看下文解析。

一

新冠病毒检测试剂的原理

目前，市场上主要有两种新冠肺炎病毒检测试剂，第一种是抗体检测试剂，第二种是病毒核酸检测试剂。

抗体检测，是一种比较成熟的方法，就是检测患者是否有新冠肺炎病毒的IgM/IgG抗体，有了患者的血就可以测，操作简单，15分钟就可知结果。由于该方法只能在病毒感染者第7天或发病的第3天才能够检测出抗体，有检测的时间窗口，会遗漏病例，同时需要收集足够量的抗体样本以提高检查准确度。不过，由于检测快速，该方法可为新冠肺炎疑似患者提供快速检测手段，减轻临床诊断的压力。

病毒核酸检测的原理，简单来说就是新冠肺炎病毒是一种仅含有RNA的病毒，其基因序列具有唯一性，通过一种基因测序仪器完成对病毒全基因组序列的解析，对每一个疑似患者，测出其病毒基因序列，同新冠肺炎病毒基因序列对比，就能知道该患者是否感染新冠肺炎病毒。该方法的结果准确度高。

二

基因测序行业概览

从病毒核酸检测原理可以看出，核酸检测的核心内容是基因测序，测出新冠肺炎病毒基因序列。

基因测序通俗地说，就是提取被检测样本DNA序列，记录下其核苷酸序列的顺序。每个基因链宽大约2-3纳米（1纳米是1米的10亿分之一），里面包含上百万乃至上亿个核苷酸，如人类1号染色体单链含2.5亿个核苷酸。准确、快速测出基因序列，需要相当高的科技。

基因测序行业，按照业务范围可分为四大类（见下表），下面作详细介绍：

（1）PCR设备

PCR（聚合酶链式反应）设备，是PCR实验室中要放置的整套仪器。酶是基因测序过程中必不可少的材料。PCR设备包括移液器组（可以移，1ul就是1毫升的千分之一）、高速冷冻离心机、基因分析仪、超纯水装置、荧光定量PCR仪、恒温器等。

这些仪器都是高端精密仪器，其性能对测序结果至关重要，不过性能好的核心仪器几乎全都是进口。

在中国有很多PCR实验室设备仪器生产厂家，但产品的性能由于技术、生产工艺等原因，同进口零部件有比较大差距，基因测序结果也相对差一些。一些国产/组装的仪器设备现在主要用来对测量精度要求不太高、基因不太复杂的基因链进行测序，如食品相关基因的测序。

（2）基因测序仪，基因测序行业的金钥匙

可以说，基因测序仪在基因测序行业中的地位，就如同芯片在通讯行业中的地位。

现在商业应用中主流的基因测序方法是第二代基因测序法。第二代基因测序方法的核心思想是边合成边测序，通俗的意思就是单链DNA合成双链的时候，由于不同的核苷酸在一定条件下合成时会发出不同的光，通过仪器把这些信息记录下来也就记录下相应的核苷酸序列。

作为对比，第一代测序仪在单链DNA合成双链时，需要合成过程进行到某特定的核苷酸时发出不一样的光来记录该特定核苷酸链上的位置，同时基因合成过程就停了下来，大大影响了测序速度。第二代测序方法在保证准确度的同时，具有高通量特点。所谓高通量就是能同时对上百万条基因片段测序，相比第一代测序方法大大提高了基因测序速度。进一步的第三代和第四代方法还在探索之中，还没有形成成熟的商业应用。

第二代测序仪器制造涉及到机械、分子生物学、化学、物理电子、信息软件等很多高端的技术。由于基因测序原理和过程需要非常专业的知识理解，这里尝试用较为通俗的语言试着描述一下大致流程，看能否让读者体会一下其中的技术。该测序方法流程，通俗地描述就是——先把要测序的DNA样本提纯、提取单链并打断成一定长度范围的小片段（每段几百个核苷酸，每片DNA上核苷酸的个数就是该片段的读长），然后给每小段两端加上用来固定的“接头”，通过“接头”把DNA小片段固定在某个地方并纯化（打断DNA链时，会产生不是需要的DNA片段或混进其他片段，需要冲洗掉这些混杂的片段），再对这些片段进行完全一样的复制扩增，扩增后进行DNA双链合成，被合成的核苷酸中加入了某些特定的酶，使得合成时，特定核苷酸在特定的酶环境下会发出特定的光，由于有很多扩增的同样DNA小片段在同时合成，光的信号得以加强便于仪器捕捉，再通过光学仪器记录下相应序列核苷酸的信息，信息经过特定算法整理后就能得出完整的基因序列。

文章来源：《中国科技信息》 网址: http://www.zgkjxx.cn/zonghexinwen/2020/0926/926.html