Polymerase Chain Reaction (PCR) atau Reaksi Rantai Polimerase adalah salah satu teknologi laboratorium yang digunakan untuk memperbanyak segmen kecil DNA dari yang awalnya hanya jutaan menjadi milyaran untuk dianalisis. Proses ini bisa diibaratkan seperti memperbanyak salinan dokumen dengan mesin fotokopi. Selama pandemi COVID-19, istilah PCR menjadi lebih umum dikenal karena digunakan untuk mendeteksi keberadaan virus penyebab COVID-19, yaitu SARS-CoV-2. Namun, manfaat PCR tidak terbatas pada itu saja. PCR memiliki peran besar di berbagai bidang, mulai dari kesehatan, penelitian lingkungan, hingga bioteknologi.

Seiring waktu, teknologi PCR berkembang untuk memberikan hasil yang lebih konsisten dan akurat. Salah satu inovasi tersebut adalah quantitative PCR (qPCR) atau real-time PCR (RT-PCR). Jika PCR tradisional hanya bisa mendeteksi keberadaan DNA target di akhir proses, qPCR mampu mendeteksi dan menghitung jumlah DNA target secara langsung selama proses berlangsung. Ini dimungkinkan berkat pewarna fluoresen atau probe yang memancarkan sinyal saat DNA diperbanyak.

Perbedaan besar antara PCR tradisional dan qPCR adalah pada tingkat akurasi dan kemampuannya menghitung jumlah DNA target. PCR tradisional hanya menunjukkan apakah DNA target ada atau tidak, seperti menyalakan lampu hijau atau merah. Di sisi lain, qPCR juga memberi tahu seberapa banyak DNA target yang ada, seperti memberikan angka pasti pada layar kalkulator. Selain itu, qPCR memiliki keunggulan utama yaitu dapat mendeteksi penyakit lebih awal sebelum gejala pertama muncul sehingga banyak diaplikasikan pada sektor kesehatan.
 

Manfaat Luas Teknologi qPCR

Dalam dunia kesehatan, qPCR menjadi alat utama untuk mendeteksi berbagai penyakit, seperti HIV, HPV, dan SARS-CoV-2. Teknologi ini juga digunakan untuk berbagai keperluan lain, seperti mempelajari gen, mendeteksi perubahan genetik, dan penelitian lingkungan. Dengan hasil yang spesifik dan sensitif, qPCR memberikan kepercayaan tinggi bagi para peneliti dan tenaga medis untuk membuat keputusan yang tepat.

Dalam bidang kedokteran dan bioteknologi, qPCR dimanfaatkan untuk mendeteksi mutasi genetik atau penyakit infeksi, seperti virus HPV penyebab kanker serviks pada manusia. Selain itu,qPCR juga digunakan di bidang akuakultur untuk mendeteksi virus yang menyebabkan penyakit pada udang, seperti IMNV, AHPND, dan beberapa penyakit lainnya.

Selain itu, dalam dunia forensik, qPCR dapat membantu mengidentifikasi pelaku kejahatan melalui analisis DNA yang ditemukan di tempat kejadian perkara. Di bidang lingkungan, qPCR digunakan untuk memantau keberadaan mikroorganisme tertentu dalam air atau tanah guna menjaga ekosistem tetap sehat. 
 

Apa yang Mempengaruhi Konsistensi Hasil PCR?

Melihat qPCR yang telah digunakan dalam berbagai sektor, dan kemampuannya yang sangat canggih, sayangnya tidak langsung membuat teknologi ini tanpa celah. Contohnya dalam beberapa kasus di lapangan yang ditemui, pengujian sampel yang sama dengan laboratorium yang berbeda mendatangkan hasil yang beda. Hal ini kemudian mendatangkan keraguan dan pertanyaan “padahal sama-sama menggunakan teknologi qPCR, kenapa hasilnya dapat berbeda?”

Sebelum menjawab hal tersebut, perlu diketahui jika proses qPCR adalah proses teknis yang melibatkan banyak faktor. Proses qPCR dimulai dari ekstraksi DNA atau RNA, dilanjutkan dengan amplifikasi menggunakan primer spesifik dan enzim polimerase dalam mesin thermocycler yang mampu mengontrol suhu secara presisi di setiap siklusnya. 

Meskipun proses ini terlihat terstandarisasi, ada berbagai faktor yang dapat mempengaruhi konsistensi dan keberhasilan hasil PCR. Dari kualitas sampel DNA hingga pengaturan reagen dan kondisi mesin, setiap elemen harus dioptimalkan untuk memastikan hasil yang optimal. Berikut beberapa contoh dan penjelasannya:
 

1. Kualitas dan Kuantitas DNA/RNA

Sampel DNA atau RNA yang rusak atau tercampur bahan lain dapat membuat qPCR sulit berjalan. Misalnya, jika DNA terkontaminasi protein atau bahan kimia lain, proses penggandaan tidak akan optimal. Untuk memastikan kualitasnya, DNA murni biasanya memiliki nilai rasio A260/280 sekitar 1,8, sedangkan RNA murni sekitar 2,0. Sampel yang bersih dan terjaga kualitasnya sangat penting agar hasil qPCR akurat dan konsisten.
 

2. Desain dan Kualitas Primer

Primer adalah "penunjuk jalan" bagi alat qPCR untuk menemukan bagian DNA yang akan digandakan. Jika desain primer kurang tepat, misalnya terlalu panjang, salah target, atau memiliki struktur sekunder seperti hairpin, dapat mengakibatkan kesalahan pada proses amplifikasi. Hal tersebut menghasilkan data yang tidak akurat. Untuk itu, primer harus dirancang dengan hati-hati agar hanya mampu mengenali target DNA yang benar sehingga menghasilkan hasil yang akurat dan spesifik.
 

3. Protokol dan Suhu

Proses qPCR bergantung pada suhu yang tepat di setiap tahap siklusnya. Jika suhu terlalu tinggi atau rendah, proses ini bisa terganggu sehingga hasilnya tidak maksimal. Selain itu, jika langkah-langkah seperti durasi siklus atau konsentrasi bahan tidak dilakukan dengan benar, hasilnya bisa berbeda meskipun sampelnya sama.
 

4. Sterilitas dan Kontaminasi

Teknologi qPCR umumnya memungkinkan deteksi asam nukleat secara sensitif, sehingga sedikit saja DNA asing bisa mengganggu hasilnya. Kontaminasi bisa berasal dari alat yang tidak steril, lingkungan laboratorium, atau campuran antar sampel. Oleh karena itu, menjaga kebersihan dan sterilitas sangat penting selama seluruh proses, dari ekstraksi hingga amplifikasi.
 

5. Kualitas Reagen dan Enzim

Reagen seperti enzim polimerase, buffer, dan pewarna fluoresen harus memiliki kualitas tinggi untuk memastikan efisiensi reaksi. Enzim yang tidak stabil atau pewarna fluoresen yang rusak dapat menyebabkan sinyal yang lemah atau tidak konsisten. Selain itu, reagen yang tidak murni dapat mengandung inhibitor amplifikasi, yang dapat mengurangi efisiensi reaksi dan menyebabkan hasil yang salah. Oleh karena itu, penggunaan reagen dengan kontrol kualitas tinggi sangat penting untuk keberhasilan qPCR.
 

Nusantics: Perusahaan Diagnostik Molekuler Presisi Terbaik di Indonesia

Sebagai pelopor diagnostik molekuler presisi di Indonesia, Nusantics menyediakan solusi berbasis qPCR yang dirancang dengan teknologi mutakhir. Berikut adalah beberapa produk unggulan kami:
 

• PathoScan hrHPV qPCR Kit: Reagen khusus untuk mendeteksi virus HPV penyebab kanker serviks. Produk ini memiliki tingkat akurasi yang tinggi sehingga dapat membantu diagnosis dini kanker serviks.

• ShrimProtect : Reagen khusus untuk mendeteksi berbagai penyakit udang yang berbasis Real-Time PCR dengan hasil akurat dan cepat.

• Layanan CeKolam: Laboratorium independen untuk membantu mendeteksi berbagai macam penyakit yang terdapat pada budidaya udang.

Kami menggunakan mesin qPCR dengan teknologi yang canggih, serta mengembangkan reagen berkualitas tinggi untuk memastikan hasil yang konsisten dan dapat diandalkan. Dengan tim laboratorium berpengalaman, Nusantics mendukung mitra kami dalam mencapai hasil terbaik untuk berbagai diagnosis mutakhir, mulai dari manusia hingga hewan.

qPCR adalah teknologi yang revolusioner dengan manfaat luas di berbagai bidang. Namun, untuk memastikan hasil yang konsisten dan akurat, setiap langkah dalam proses qPCR harus dilakukan dengan teliti dan didukung oleh alat serta reagen berkualitas tinggi. Dengan inovasi dan keahlian yang dimiliki, Nusantics hadir sebagai solusi terbaik untuk kebutuhan diagnostik molekuler Anda. Pastikan setiap keputusan berdasarkan data yang dapat diandalkan, bersama Nusantics.

Kunjungi situs kami untuk mengetahui lebih lanjut tentang layanan dan produk unggulan kami di bidang diagnostik molekuler presisi.

 

Referensi:

1. Genome.gov. Retrieved January 21, 2025, diakses dari https://www.genome.gov/genetics-glossary/Polymerase-Chain-Reaction-PCR

2. Tahamtan, A., & Ardebili, A. (2020). Real-time RT-PCR in COVID-19 detection: Issues affecting the results. Expert Review of Molecular Diagnostics, 20(5), 453–454. https://doi.org/10.1080/14737159.2020.1757437 

3. Lemke, T. L. (2005). Early diagnosis of myocardial infarction: Is there a future for non-enzymatic markers? Journal of Steroid Biochemistry & Molecular Biology, 96(3–4), 237–252. https://doi.org/10.1016/j.jsbmb.2005.09.016