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Marktübersicht Real-Time-Thermocycler Die Viren-Finder – Labortechnik für die PCR

Autor: Christian Lüttmann

Ein einzelnes Molekül der Erbsubstanz reicht theoretisch aus, um ein Virus zu identifizieren. Möglich wird dies durch Thermo­cycler, die das Erbgut in einer Probe vervielfältigen. Hier finden Sie einige Geräte, mit denen sich ein Corona-Test per quantitativer PCR durchführen lässt.

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Abb.1: In Thermocyclern findet z.B. die PCR zum Nachweis von Coronaviren statt.
Abb.1: In Thermocyclern findet z.B. die PCR zum Nachweis von Coronaviren statt.
(Bild: ©HappyLenses - stock.adobe.com)

Täglich können in Deutschland über 200 000 Patientenproben auf SARS-CoV-2 getestet werden. Die Kapazitäten wurden im Laufe der Pandemie stark ausgebaut, trotzdem lag der bundesweite Auslastungsgrad der Labore kürzlich bei rund 90%, wie die Akkreditierten Labore in der Medizin (ALM) Mitte September berichteten. Neben dem unermüdlichen Einsatz der Laborangestellten ist auch die entsprechende Technik essenziell, um derartige Probenmengen zu bearbeiten. Für den verbreitet genutzten PCR-Test sind Thermocycler das entscheidende Laborgerät. Nachdem die Virus-RNA aus den Proben mit einer vorgeschalteten Reverse-Transkriptase-Reaktion in DNA übersetzt wurde, erfolgt im Thermocycler die Polymerase Chain Re­action (PCR). Sie vervielfältigt selbst Spuren des Erbguts, sodass sich ein Virus wie SARS-CoV-2 selektiv nachweisen lässt. Die Proben im Thermocycler durchlaufen dazu wiederholt einen dreistufigen, temperaturabhängigen Prozess (Denaturierung, An­nealing, Elongation; s. Ergänzendes zumThema am Ende des Beitrags), bei dem die DNA automatisiert vervielfältigt wird – in mehreren hundert Proben parallel.

Für quantitative PCR

Klassische Thermocycler-Modelle sind für eine Endpunkt-PCR ausgelegt. Dabei wird das genetische Material über meist 20 bis 30 Zyklen vervielfältigt und im Anschluss daran zur Analyse weitergegeben. Mittlerweile hat sich eine Variante der klassischen PCR etabliert: die so genannte Real-Time-PCR, auch bekannt als quantitative PCR oder kurz qPCR. Hierbei ist es möglich, den Verlauf der Genamplifikation quasi live mitzuverfolgen. Dies gelingt durch Zusatz spezieller Fluoreszenzfarbstoffe, die beim Vervielfältigen der DNA in diese ein- oder angelagert und aktiviert werden. Je mehr Kopien in der Probe erzeugt werden, desto mehr Farbstoff wird aktiviert. Aus dem Anstieg des Fluoreszenz-Signals kann dann die Ursprungskonzentration der Probe berechnet werden. In einem PCR-Test zum Nachweis von SARS-CoV-2 oder anderen Viruserkrankungen lässt sich so auf die Viruslast schließen.

Über den Autor

 Christian Lüttmann

Christian Lüttmann

Redakteur, Vogel Communications Group GmbH & Co. KG