從新冠肺炎病毒聚集的身體部位如人的鼻子或喉嚨采集樣本。用幾種化學溶液處理樣本,去除蛋白質(zhì)和脂肪等物質(zhì),只提取樣本中存在的核糖核酸。提取的核糖核酸是人自身的遺傳物質(zhì)和病毒的核糖核酸(如果存在)的混合體。
這種核糖核酸被利用一種特定的酶逆轉(zhuǎn)錄成脫氧核糖核酸。然后,科學家再添加與轉(zhuǎn)錄的病毒脫氧核糖核酸的特定部分互補的脫氧核糖核酸短片段。如果樣本中存在病毒,這些片段就會附著在病毒脫氧核糖核酸的靶區(qū)。一些添加的遺傳片段在擴增過程中用于構建脫氧核糖核酸鏈,而其他的遺傳片段則用于構建脫氧核糖核酸并在鏈上添加標記標簽,然后用于檢測病毒。
隨后,這種混合物被放入逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應機器中。該機器在加熱和冷卻混合物的溫度中循環(huán),從而引發(fā)特定的化學反應,產(chǎn)生新的、相同的病毒脫氧核糖核酸靶區(qū)拷貝。這個循環(huán)一遍又一遍地重復,繼續(xù)復制病毒脫氧核糖核酸的靶區(qū)。每循環(huán)一次都使先前的數(shù)量倍增:兩份拷貝變成四份,四份變成八份,以此類推。一個標準的實時逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應裝置通常要經(jīng)過35次循環(huán),這意味著在這個過程結(jié)束時,從樣本中存在的每一條病毒鏈中產(chǎn)生大約350億個新的病毒脫氧核糖核酸靶區(qū)拷貝。
當病毒脫氧核糖核酸靶區(qū)的新拷貝被構建時,標記標簽會附著在脫氧核糖核酸鏈上,然后釋放出熒光染料,由機器的計算機測量并實時顯示在屏幕上。計算機跟蹤樣本中每次循環(huán)后的熒光量。當熒光量超過某一熒光水平時,就證實病毒存在。科學家們還監(jiān)測需要多少次循環(huán)才能達到這個水平,以估計感染的嚴重程度:循環(huán)越少,病毒感染越嚴重。