Анализ

редактировать

Анализ - это исследовательская (аналитическая) процедура в лабораторной медицине, фармакология, экологическая биология и молекулярная биология для качественной оценки или количественного измерения присутствия, количества или функциональной активности целевого объекта (аналита). Аналитом может быть лекарственное средство, биохимическое вещество или клетка в организме или органическом образце. Измеряемый объект часто называют аналитом, измеряемой величиной или целью анализа. Анализ обычно направлен на измерение интенсивного свойства аналита и его выражение в соответствующих единицах измерения (например, молярность, плотность, функциональная активность в международных единицах фермента, градус эффекта по сравнению со стандартом и т. д.).

Если в анализе используются экзогенные реагенты (реагенты ), то их количество остается фиксированным (или избыточным), так что количество и качество мишени единственные ограничивающие факторы. Разница в результатах анализа используется для определения неизвестного качества или количества рассматриваемой мишени. Некоторые анализы (например, биохимические анализы) могут быть аналогичны химическому анализу и титрованию. Однако анализы обычно включают биологический материал или явления, которые по своей природе более сложны по составу или поведению, или по тому и другому. Таким образом, считывание результатов анализа может быть шумным и сопряжено с большими трудностями при интерпретации, чем точное химическое титрование. С другой стороны, качественные анализы старшего поколения, особенно биоанализы, могут быть гораздо более грубыми и менее количественными (например, подсчет смерти или дисфункции организма или клеток в популяции, или некоторых описательных изменений в какой-либо части тела группы животных.).

Анализы стали обычной частью современных медицинских, экологических, фармацевтических и судебных технологий. Другие предприятия также могут нанять их на промышленном уровне, на обочине дороги или в поле. Анализы, пользующиеся высоким коммерческим спросом, хорошо изучены в секторах исследований и разработок в профессиональных отраслях. Они также прошли через поколения развития и утонченности. В некоторых случаях они защищены правилами интеллектуальной собственности, такими как патенты, выданные на изобретения. Такие анализы в промышленном масштабе часто проводятся в хорошо оборудованных лабораториях и с автоматизированной организацией процедуры, от заказа анализа до преаналитической обработки образцов (сбор образцов, необходимые манипуляции, например, вращение для разделения, аликвотирование, если необходимо, хранение, извлечение, пипетирование, аспирация и т. д.). Аналиты обычно тестируются в высокопроизводительных автоматических анализаторах , а результаты проверяются и автоматически возвращаются поставщикам услуг и конечным пользователям. Это стало возможным благодаря использованию передовой системы лабораторной информатики, которая взаимодействует с несколькими компьютерными терминалами с конечными пользователями, центральными серверами, инструментами физического автоанализатора и другими автоматами. Аналитическая чувствительность тестов rRT-PCR, содержащихся в диагностической панели RT-PCR в реальном времени CDC 2019 New Coronavirus (2019nCoV), была определена в исследованиях пределов обнаружения. Поскольку количественные изоляты вируса 2019-nCoV в настоящее время недоступны, анализы, предназначенные для обнаружения РНК 2019-nCoV, были протестированы с использованием охарактеризованных запасов полноразмерной РНК, транскрибированной in vitro (ген N; доступ в GenBank: MN908947.2) с известным титром. (Копий РНК / мкл) добавляли в разбавитель, состоящий из суспензии человеческих клеток A549 и вирусной транспортной среды (VTM), чтобы имитировать клинический образец. Образцы экстрагировали с помощью прибора QIAGEN EZ1 Advanced XL и набора вирусов EZ1 DSP (№ по каталогу 62724) и вручную с помощью мини-набора для вирусной РНК QIAGEN DSP (№ по каталогу 61904). Анализы ОТ-ПЦР в реальном времени проводили с использованием одностадийной смеси RT-qPCR ThemoFisher Scientific TaqPath ™ Master Mix, CG (№ по каталогу A15299) на приборе Applied Biosystems ™ 7500 Fast Dx для ПЦР в реальном времени в соответствии с CDC 2019-nCoV Инструкции по использованию диагностической панели RealTime RT-PCR.

Содержание

  • 1 Этимология
  • 2 Общие шаги
  • 3 Типы анализа в зависимости от характера процесса анализа
    • 3.1 Время и количество выполненных измерений
    • 3.2 Количество обнаруженных аналитов
    • 3.3 Тип результата
    • 3.4 Тип и метод образца
    • 3.5 Усиление сигнала
    • 3.6 Метод или технология обнаружения
  • 4 Типы анализов в зависимости от измеряемых целей
    • 4.1 ДНК
    • 4.2 Белок
    • 4.3 РНК
    • 4.4 Подсчет клеток, анализы жизнеспособности, пролиферации или цитотоксичности
    • 4.5 Загрязнения окружающей среды или пищевых продуктов
    • 4.6 Поверхностно-активные вещества
    • 4.7 Другие клеточные анализы
    • 4.8 Нефтехимия
    • 4.9 Вирусология
    • 4.10 Клеточная секреции
    • 4.11 Лекарства
  • 5 Качество
  • 6 Список баз данных BioAssay
    • 6.1 Базы данных биологической активности
    • 6.2 Базы данных протокола
  • 7 См. также
  • 8 Ссылки
  • 9 Внешние ссылки

Этимология

Согласно Etymology Online, глагол «проба» означает «пробовать, прилагать усилия, стремиться; проверять качество», от англо-французского пробирного, от assai (сущ.), От старофранцузского essai «tri al ", а существительное" проба ", таким образом, означает" испытание, проверка качества, проверка характера ", середина 14-го века, от англо-французского анализа, а значение" анализ "- с конца 14-го века. Для анализа денежных монет это буквально означало анализ чистоты золота или серебра или любого другого драгоценного компонента, который использовался для представления истинной стоимости монеты. Это могло быть переведено позже (возможно, после XIV века) в обобщенное значение анализа, например важного или основного компонента мишени внутри смеси, такого как активный ингредиент лекарственного средства внутри инертных наполнителей в фармакологической композиции, который первоначально измерялся по его действительному действию на организм (например, летальная доза или ингибирующая доза).

Общие шаги

Анализ (анализ) никогда не является изолированным процессом. Его необходимо сочетать с пре- и постаналитическими процедурами. Обмен информацией (например, запрос на проведение анализа и дальнейшая обработка информации) или обращение с образцом (например, сбор, транспортировка и обработка), которые выполняются до начала анализа, являются этапами. Точно так же после анализа результат может быть задокументирован, проверен и передан / передан в виде этапов, которые называются этапами. Подобно любым многоступенчатым системам обработки информации, и передачи, вариации и ошибки в сообщаемых окончательных результатах анализа включают соответствующие части на каждом таком этапе; то есть не только аналитические вариации и ошибки, присущие самому анализу, но также вариации и ошибки, связанные с преаналитическими и постаналитическими этапами. Поскольку самому анализу (аналитическому этапу) уделяется много внимания, этапы, которым цепочка пользователей уделяет меньше внимания, то есть преаналитические и постаналитические этапы, часто менее строго регулируются и, как правило, более подвержены ошибкам - например, Преаналитические шаги в медицинских лабораторных анализах могут составлять 32–75% всех лабораторных ошибок.

Анализы могут быть очень разнообразными, но обычно включают следующие общие этапы:

  1. Обработка образцов и манипуляции с ними по порядку для выборочного представления цели в различимой или измеримой форме системе распознавания / идентификации / обнаружения. Это может включать простое центробежное разделение, промывку, фильтрацию или захват с помощью какой-либо формы селективного связывания или даже может включать модификацию цели, например в иммунологических анализах или разрезании мишени на части, например в Масс-спектрометрия. Обычно перед анализом выполняется несколько отдельных этапов, которые называются преаналитической обработкой. Но некоторые из манипуляций могут быть неотъемлемой частью самого анализа и, таким образом, не будут считаться преаналитическими.
  2. Принцип ДИСКРИМИНАЦИИ / ИДЕНТИФИКАЦИИ для конкретных целей : отличить от фона (шума) аналогичных компонентов и конкретно идентифицировать конкретный целевой компонент («аналит») в биологическом материале по его специфическим свойствам. (например, в анализе ПЦР специфический олигонуклеотидный праймер идентифицирует мишень по спариванию оснований на основе конкретной нуклеотидной последовательности, уникальной для мишени).
  3. Сигнальная (или мишень) система АМПЛИФИКАЦИИ : Присутствие и количество этого аналита преобразуется в обнаруживаемый сигнал, обычно требующий некоторого метода усиления сигнала, так что его можно легко отличить от шума и измерить - например, в анализе ПЦР среди смеси последовательностей ДНК только конкретная мишень амплифицируется до миллионов копий ферментом ДНК-полимеразой, так что ее можно различить как более заметный компонент по сравнению с любые другие потенциальные компоненты. Иногда концентрация аналита слишком велика, и в этом случае анализ может включать разбавление образца или какую-то систему ослабления сигнала, которая представляет собой отрицательную амплификацию.
  4. Система ОБНАРУЖЕНИЯ (и интерпретации) сигналов : Система дешифрования усиленный сигнал в интерпретируемый выходной сигнал, который может быть количественным или качественным. Это могут быть очень грубые визуальные или ручные методы или очень сложные электронные цифровые или аналоговые детекторы.
  5. Усиление сигнала и фильтрация шума могут быть выполнены на любом или на всех этапах, описанных выше. Поскольку чем больше последующий шаг / процесс во время анализа, тем выше вероятность переноса шума из предыдущего процесса и его усиления, несколько этапов в сложном анализе могут включать различные средства настройки усиления / усиления для конкретного сигнала и снижения шума или фильтрующие устройства. Они могут быть просто в форме узкого полосового оптического фильтра, или реакции связывания, которая предотвращает неспецифическое связывание, или реагента гашения в системе обнаружения флуоресценции, которая предотвращает: автофлуоресценция »фоновых объектов.

Типы анализов, основанные на характере процесса анализа

Время и количество выполненных измерений

В зависимости от того, рассматривает ли анализ только одну временную точку или измеренные по времени показания, полученные в нескольких временных точках, анализ может быть:

  1. анализом конечной точки, в котором одно измерение выполняется после фиксированного инкубационного периода; или
  2. A кинетический анализ, в котором измерения выполняются несколько раз в течение фиксированного интервала времени. Результаты кинетического анализа могут быть визуализированы численно (например, как параметр наклона, представляющий скорость изменения сигнала во времени) или графически (например, как график сигнала, измеренного в каждый момент времени). Для кинетических анализов важная информация предоставляется как величиной, так и формой измеряемого отклика с течением времени.
  3. A высокопроизводительный анализ может быть либо конечной точкой, либо кинетическим анализом, обычно проводимым на автоматизированной платформе в 96-, 384- или Форматы 1536-луночных микропланшетов (High Throughput Screening ). Такие анализы позволяют тестировать большое количество соединений или аналитов или производить функциональные биологические считывания в ответ на стимулы и / или тестируемые соединения.

Количество обнаруженных аналитов

В зависимости от того, сколько мишеней или аналитов измеряется:

  1. Обычные анализы представляют собой простые или одиночные целевые анализы, что обычно используется по умолчанию, если это не называется мультиплексным.
  2. Анализы используются для одновременного измерения присутствия, концентрации, активности или качества нескольких аналитов в одном тесте. Появление мультиплексирования сделало возможным быстрое и эффективное тестирование образцов во многих областях, включая иммунологию, цитохимию, генетику / геномику, фармакокинетику и токсикологию.

Тип результата

В зависимости от качества получаемого результата анализы могут можно разделить на:

  1. Качественные анализы, то есть анализы, которые обычно дают только положительный или отрицательный результат, или что-то подобное, только небольшое количество качественных градаций, а не точное количество.
  2. Полу- количественные анализы, то есть анализы, которые дают показания приблизительным образом, а не точным числом для количества вещества. Обычно у них есть еще несколько градаций, чем просто два результата, положительный или отрицательный, например оценка по шкале от 1+ до 4+, используемая для тестов групп крови на основе RBC агглютинации в ответ на группирующие реагенты (антитела против антигенов группы крови).
  3. Количественные анализы, т.е. анализы которые дают точные и точные числовые количественные измерения количества вещества в образце. Примером такого анализа, используемого в лабораториях тестирования коагуляции для наиболее распространенного наследственного кровотечения - болезни фон Виллебранда является анализ антигена VWF, где количество VWF, присутствующего в образце крови, измеряется с помощью иммуноанализ.
  4. Функциональные анализы, то есть анализ, который пытается количественно определить функционирование активного вещества, а не только его количество. Функциональным аналогом анализа антигена VWF является анализ кофактора с ристоцетином, который измеряет функциональную активность VWF, присутствующего в плазме пациентов, путем добавления экзогенного фиксированного формалином тромбоциты и постепенно увеличивающееся количество лекарственного средства, называемого ристоцетином, при измерении агглютинации фиксированных тромбоцитов. Аналогичный анализ, но используемый для другой цели, называется агрегация тромбоцитов, индуцированная ристоцетином или RIPA, который проверяет реакцию эндогенных живых тромбоцитов пациента в ответ на ристоцетин (экзогенный) и VWF (обычно эндогенный).

Тип и метод образца

В зависимости от общего субстрата, на котором применяется принцип анализа:

  1. Биотест : когда ответом является биологическая активность живых объектов. Примеры включают
    1. in vivo, весь организм (например, мышь или другой субъект, которому вводят лекарство)
    2. ex vivo часть тела (например, лапа лягушки)
    3. ex vivo орган (например, сердце собаки)
    4. ex vivo: часть органа (например, сегмент кишечника).
    5. ткань (например, лизат лимулуса)
    6. клетка (например, тромбоциты)
  2. Анализ связывания лиганда, когда лиганд (обычно небольшая молекула) связывает рецептор (обычно большой белок).
  3. Иммуноанализ, когда ответ представляет собой связывание антигена с антителом тип реакции.

Усиление сигнала

В зависимости от природы системы амплификации сигнала анализы могут быть разных типов, например:

  1. Ферментный анализ : Ферменты могут быть проверены их многократно повторяющейся активностью на большом количестве субстратов, когда потеря субстрата или изготовление продукта могут иметь измеримые характеристики, такие как цвет или поглощение при определенной длине волны или света или электрохемилюминесценция или электрические / r edox activity.
  2. Системы обнаружения света, которые могут использовать усиление, например с помощью фотодиода или фотоэлектронного умножителя или охлаждаемого устройства с зарядовой связью.
  3. меченных радиоизотопом подложек, используемых в радиоиммуноанализах и анализ равновесного диализа, и может быть обнаружен амплификацией в гамма-счетчиках или, или фосфоро-визуализаторе
  4. Полимеразная цепная реакция Анализы, которые скорее амплифицируют ДНК (или РНК) чем сигнал
  5. Комбинированные методы Анализы могут использовать комбинацию вышеуказанных и других методов амплификации для повышения чувствительности. например Иммуноферментный анализ или EIA, иммуноферментный анализ.

Метод или технология обнаружения

В зависимости от природы системы обнаружения анализы могут основываться на:

  1. Колонии образующие или количество виртуальных колоний : например путем размножения бактерий или пролиферирующих клеток.
  2. Фотометрия / спектрофотометрия Когда измеряется поглощение света определенной длины волны при прохождении через фиксированную длину пути через кювету с жидким исследуемым образцом и поглощение сравнивается с холостыми пробами и стандартами с определенными количествами целевого соединения. Если излучаемый свет имеет определенную длину волны видимого диапазона, он может называться колориметрия, или он может включать определенную длину волны света, например за счет использования лазера и излучения флуоресцентных сигналов другой конкретной длины волны, которые обнаруживаются с помощью оптических фильтров с очень специфической длиной волны.
  3. Может использоваться пропускание света для измерения например устранение непрозрачности жидкости, создаваемой взвешенными частицами, за счет уменьшения количества комков во время реакции тромбоцитов агглютинации.
  4. Турбидиметрия, когда непрозрачность прямого проходящего света, проходящего через Жидкая проба измеряется детекторами, расположенными прямо напротив источника света.
  5. Нефелометрия, где измерение количества светорассеяния, которое происходит, когда луч света проходит через раствор, используется для определения размера и / или концентрация и / или распределение частиц по размерам в образце.
  6. Рефлектометрия Когда оценивается цвет света, отраженного от (обычно сухого) образца или реагента, например автоматические показания полоски для анализа мочи.
  7. измерения вязкоупругости, например вискозиметрия, эластография (например, тромбоэластография )
  8. Подсчетные анализы: например, оптические проточные цитометрические счетчики клеток или частиц, или сошники / счетчики клеток на основе принципа импеданса
  9. Анализы визуализации, которые включают анализ изображений вручную или с помощью программного обеспечения:
    1. Цитометрия : когда статистика размеров клеток оценивается процессором изображения.
  10. Электрическое обнаружение, например, с использованием амперометрии, Вольтамперометрия, кулонометрия может использоваться прямо или косвенно для многих типов количественных измерений.
  11. Другие анализы на основе физических свойств могут использовать
    1. Осмометр
    2. Вискозиметр
    3. Ионно-селективные электроды
    4. Синдромный тест

Типы анализов, основанные на измеряемых мишенях

ДНК

Анализы для изучения взаимодействий белков с ДНК включают:

белок

РНК

подсчет клеток, анализы жизнеспособности, пролиферации или цитотоксичности

Подсчет клеток анализ может определять количество живых клеток, количество мертвых клеток или соотношение одного типа клеток к другому, например, нумерация и ввод красный по сравнению с разными типами белый клетки крови. Это измеряется разными физическими методами (светопропускание, изменение электрического тока). Но другие методы используют биохимическое зондирование клеточной структуры или физиологии (окраски). Другое приложение - мониторинг культуры клеток (анализы пролиферации клеток или цитотоксичности ). Анализ цитотоксичности определяет, насколько токсично химическое соединение для клеток.

Загрязнения окружающей среды или пищевых продуктов

Поверхностно-активные вещества

Другие клеточные анализы

Было разработано множество клеточных анализов для оценки конкретных параметров или ответа клеток (биомаркеры, клеточная физиология ). Методы, используемые для исследования_cells, включают:

Нефтехимия

Вирусология

В анализе вирусного титра на основе HPCE используется запатентованная высокопроизводительная система капиллярного электрофореза для определения бакуловируса титр.

Тест Trofile используется для определения тропизма ВИЧ.

Тест на вирусные бляшки предназначен для подсчета количества вирусов, присутствующих в образец. В этом методе подсчитывается количество вирусных бляшек, образованных вирусным инокулятом, по которому может быть определена фактическая концентрация вируса.

Клеточные секреции

Широкий спектр клеточных секреций (например, специфическое антитело или цитокин ) может быть обнаружен с помощью ELISA техника. Количество клеток, которые секретируют эти конкретные вещества, можно определить с помощью родственного метода, анализа ELISPOT.

Лекарства

Качество

Когда несколько анализов измеряют одну и ту же цель, их результаты и полезность могут быть или не быть сопоставимыми в зависимости от характер анализов и их методология, надежность и т. д. Такие сравнения возможны путем изучения общих качественных характеристик анализов, например принципы измерения (включая идентификацию, усиление и обнаружение), динамический диапазон обнаружения (обычно диапазон линейности стандартной кривой), положительные, отрицательные прогнозные значения, т.е. время, затраченное на завершить весь цикл от преаналитических шагов до конца последнего постаналитического шага (отправка / передача отчета), пропускная способность т.е. количество анализов, выполненных за единицу времени (обычно выражается в часах) и т. д. Организации или лаборатории, которые проводят анализы в профессиональных целях, например медицинская диагностика и прогнозирование, анализ окружающей среды, судебно-медицинская экспертиза, фармацевтические исследования и разработки должны проходить хорошо регулируемые процедуры обеспечения качества, включая регулярную калибровку, аналитический контроль качества, испытания, проверить лицензирование и должны документально подтвердить соответствующие сертификаты от соответствующих регулирующих органов, чтобы установить надежность своих анализов, особенно для того, чтобы оставаться юридически приемлемыми и нести ответственность за качество результатов анализа, а также для того, чтобы убедить клиентов использовать их анализ коммерчески / профессионально.

Список баз данных BioAssay

Базы данных биоактивности коррелируют структуры или другую химическую информацию с результатами биоактивности, взятыми из биоанализов в литературе, патентах и ​​программах скрининга.

ИмяРазработчик (и)Первоначальный выпуск
2016
PubChem-BioAssay NIH 2004
ChEMBL EMBL-EBI 2009

Базы данных протоколов коррелируют результаты биотестов с их метаданными об условиях экспериментов и схемах протоколов.

ИмяРазработчик (и)Первоначальный выпуск
илиCollaborative Drug Discovery 2016
PubChem-BioAssay NIH 2004

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

  • Блэр, Эндрю Александер ( 1911). «Анализ». В Чисхолме, Хью (ред.). Encyclopædia Britannica. 2(11-е изд.). Издательство Кембриджского университета. стр. 776–778. Включает подробное техническое объяснение современных методов анализа металлических руд.
  • Словарь определения анализа в Викисловаре

Последняя правка сделана 2021-06-12 00:56:12
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте