CN106191313A - 一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒,其含有特异性的上游引物探针、特异性的上游引物探针序列如SEQ ID NO:1~6所示;还含有特异性的下游引物探针和特异性的下游引物探针的序列为SEQ ID NO:7~12所示,在任意一个所述的特异性下游引物探针的5’端加上了一段生物素;还含有特异性微球,特异性微球的序列如SEQ ID NO:13~18所示。本发明实现了在一个反应体系中可同时对6种猪繁殖障碍病毒进行液相芯片检测,具有高速度、高通量、高特异性及准确性高等特点。
Description
技术领域
本发明属于生物基因领域,涉及一种液相芯片试剂盒,具体来说是一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒。
背景技术
种猪是整个猪场生产线的源头,种猪的健康状况很大程度上决定了整个猪场猪群健康状况,出于猪繁殖育种的需要,20世纪90年代以来种猪流通贸易量激增,我们从养猪发达国家引进优良种猪基因和先进饲养模式的同时,疾病防控的压力也越来越大。近年来,我国许多规模化猪场的母猪都不同程度地遭受繁殖障碍性疾病的影响,给养猪业造成毁灭性的打击。猪繁殖障碍性疾病是以妊娠母猪发生流产,产死胎、木乃伊胎、无活力弱仔、畸形胎,少仔和不育为主要特征的疾病,病因比较复杂,可分为先天性、机能性、营养性、机械性和疾病性,其中以传染性疾病尤其是病毒性疾病危害最大,常呈大面积的地方性和流行性感染,导致大量的妊娠母猪流产、死胎和新生仔猪死亡。由于造成繁殖障碍的病因复杂,许多疾病在临床上症状表现不明显,甚至很多疾病症状相似而难以鉴别,致使该病的控制难度很大。
引起繁殖障碍性疾病的致病原因有很多,而病毒感染是主要病因,主要包括猪瘟病毒(CSFV)、伪狂犬病毒(PRV)、蓝耳病病毒(PRRSV)、圆环病毒2型(PCV-2)、细小病毒(PPV)、乙型脑炎病毒(JEV)等。目前,对猪繁殖障碍疾病的检测主要以病原学、血清学和分子生物学为主,病毒的分离培养虽然是病原诊断的金标准,但由于其周期较长,操作复杂等在检测使用时受到限制;血清学和分子生物学虽然具有快速灵敏等特点,但在病原的高通量检测方面存在不足。因此,在实际生产和临床检测上就要求拥有高通量、反应速度快、敏感性高、重复性好、准确度高的检测方法,液相芯片技术正好符合以上几点。
液相芯片技术作为一种高通量的检测技术,是20世纪90年代中期由美国Luminex公司发展起来的。该技术集流式细胞技术、荧光编码微球、激光、数字信号处理和传统的生化技术于一体,是一种多功能的分析平台,该技术平台是既能保证信息质量,又能提供相对高通量的新一代分子检测技术平台。近年来,国外已经将液相芯片技术用于关键生物分子,如抗原、抗体、细胞因子、磷酸化蛋白的表达或活动水平变化,DNA测序、SNP分析、基因突变和表达、抗癌药物筛选等研究,并逐步用于临床诊断。现已开发出肿瘤标志物、过敏源筛查、自身免疫病、细胞因子等诊断微球,并且2001年被美国FDA批准用于临床进行自身免疫病、人类白细胞抗原分型的诊断,这也是唯一被美国FDA批准用于临床诊断的生物芯片,它的开发以及应用被认为是生物芯片领域发展的一个重要进展。它可以实现对多指标同时进行定性、定量分析。具有高通量、灵敏度高、重复性好、节省样品的特点。
猪繁殖障碍性病毒是一类广泛存在且危害严重的病毒,目前国内外鲜有用液相芯片方法对该类病毒进行检测与鉴定的报道。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题,本发明提供了一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒,所述的这种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒解决了现有技术中检测六种猪繁殖障碍病毒的方法工作量大、成本高,而且耗时长的技术问题。
本发明提供了一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒,其含有:
1)特异性的上游引物探针,所述的特异性的上游引物探针的序列如SEQ ID NO:1~6所示;
2)特异性的下游引物探针,所述的特异性的下游引物探针的序列为SEQ ID NO:7~12所示,在任意一个所述的特异性下游引物探针的5’端加上了一段生物素;
3)特异性微球,所述的特异性微球的序列如SEQ ID NO:13~18所示。
进一步的,任意一个特异性上游引物探针中具有一段与微球相互补的ATG标签并以12个C的相间隔。
进一步的,任意一个所述的特异性微球的序列和对应的特异性上游引物探针中TAG标签相互补。
进一步的,还包含杂交夜、链霉亲和素(SAPE)。
进一步的,还包含多重PCR Mix 1、多重PCR Mix 2和一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒使用说明书。
本发明工作原理是:在GenBank中收集PPV结构蛋白VP2基因、PCV的ORF2开放性阅读框序列、PRV的gB基因、PRRSV的NSP2基因、CSFV的E2基因序列和JEV的M基因,利用primer5.0等分子生物学软件对收集的序列分析比较,筛选出上述基因的特异保守序列并设计引物和探针,在特异性上游引物5’端加上一段TAG序列,中间用12个碳桥作为终止信号,在特异性性下游引物5’端加上生物素(Biotin);选择与其TAG标签相互补的微球(带有Anti-TAG序列);用特异性探针引物去扩增待检样本,然后取扩增完的PCR产物与微球杂交;上机器,携带有微球的特异探针在鞘液流动的动力下通过流式细胞仪,同时机器发出两道激光,红色激光通过对编码微球的识别来区别微球的编号,绿色激光用来识别下游引物5’链接的生物素作为报告基因定量,最终得出一个MFI值(以300作为阈值)。
本发明的用于六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒是一种高通量的检测技术,集流式细胞仪技术、荧光编码微球、激光、数字信号处理和传统的生化技术于一体,是一种多功能的分析平台。液相芯片技术准确性和特异性高,与普通PCR的符合率为100%,同时液相芯片技术检测周期短,本试剂盒可在3-4小时内完成对六种猪繁殖障碍病毒的筛选;与普通PCR检测相比,本试剂盒不仅检测时间短,且避免了EB对人的危害,灵敏度高,通量大,最低检测浓度可达到102copies/μL,可同时完成6种猪繁殖障碍病毒的检测。
本试剂盒采用多重PCR产物作为探针与特异性微球结合,提高了检测的特异性,通过流式细胞仪和激光扫描技术,最终给出一个MFI值,不仅能够定性还可以对样本进行相对定量。采用该试剂盒对临床六种猪繁殖障碍病毒的检测、流行病学调查和风险评估具有重要的应用价值。
本研究利用Luminex特有的xTAG技术,建立能对六种猪繁殖障碍病毒进行水平鉴定的液相芯片技术,为猪繁殖障碍病毒的检测与鉴定提供一种高通量的新方法,用于早期快速确定病原体。对于临床救治、流行病学调查都将具有重要意义。
本发明和已有技术相比,其技术进步是显著的。采用本发明的试剂盒进行猪六种猪繁殖障碍病毒液相芯片技术检测时,具有快速、高通量、敏感度高、特异性强等优点,极大的缩短了实验周期,开拓了该试剂盒的应用前景。
附图说明
图1是液相芯片仪读取数据的原理图。
图2是用本实验设计的三重PCR对猪细小病毒、猪圆环病毒2型和猪伪狂犬病毒扩增的结果。
图3是本实验设计的三重PCR对猪瘟病毒、猪蓝耳病和乙脑病毒扩增的结果。
图4是利用传统PCR方法对猪细小病毒、猪圆环病毒2型和猪伪狂犬病毒8个稀释梯度的扩增结果,显示最低检测浓度为500pg/μL。
图5是验证液相芯片对猪圆环病毒2型的最低检测浓度,当检测浓度稀释到102copies/μL时,液相芯片显示的MFI为528。
图6是特异性探针与微球偶联的示意图及原理。
图7是当微球在流动鞘液的推动下通过流式细胞仪,通过两束激光对微球表面携带的信息进行扫描和读取。
图8是特异性PCR扩增产物在合适的杂交温度下,与特异性微球进行偶联。
图9是用本试剂盒去验证临床分离已知的AIV、NDV、TGEV、SIV、PEDV病毒核酸样品(本单位保存),样品的基因组DNA(提取RNA转化为cDNA)作为PCR扩增模板用PCR体系进行扩增后于建立的液相芯片检测体系中进行检测。结果显示MFI值均低于300。
图10是运用本试剂盒对388份临床样品进行液相芯片检测的部分结果。
具体实施方式
下列实施例旨在进一步描述发明,而不是以任何方式限制发明,在不背离本发明的精神和原则下,对本发明所作的本领或普通技术人员容易实现的任何改动都将落入本发明的待批权利范围之内。
实施例1试剂盒设计原理
本发明首先根据基因的不同,在GenBank中收集PPV结构蛋白VP2基因、PCV的ORF2开放性阅读框序列、PRV的gB基因、PRRSV的NSP2基因、CSFV的E2基因序列和JEV的M基因,利用primer5.0等分子生物学软件对收集的序列分析比较,筛选出上述基因的特异保守序列并设计引物SEQ ID NO:1~12;在保证引物特异性和无二聚体影响的前提将六种猪繁殖障碍病毒分成了两组多重PCR体系(由本实验室保存毒株,详见表1),第一组是PPV、PCV2和PRV,见图2;第二组是CSFV、PRRS和JEV,见图3;在特异性上游引物5’端加上一段TAG序列,中间用12个碳桥作为终止信号,在特异性性下游引物5’端加上生物(Biotin);选择与其TAG标签相互补的微球(带有Anti-TAG序列,SEQ ID 13~18)用特异性探针引物去扩增待检样本,然后取扩增后的PCR产物与微球杂交(见图8);将杂交后的混合液放入液相芯片仪中进行读数,携带有微球的特异探针在鞘液流动的动力下通过流式细胞仪,同时机器发出两道激光,红色激光通过对编码微球的识别来区别微球的编号,绿色激光用来识别下游引物5’链接的生物素作为报告基因定量(见图1),最终得出一个MFI值(以300作为阈值)。
表1本试剂盒建立多重PCR方法用到的毒株信息
实施例2试剂盒组成
多重PCR试剂:PCR体系25μL
组合1(包含多重PCR Mix 12.5μL,PPV、PCV-2和PRV的引物各0.5μL,ddH2O补至25μL)(如SEQ ID NO:1、SEQ ID NO:7、SEQ ID NO:2、SEQ ID NO:8、SEQ ID NO:3、SEQ ID NO:9所示)、组合2(包含多重PCR Mix 12.5μL,CSFV、PRRSV和JEV的引物各0.5μL(如SEQ ID NO:4、SEQ ID NO:10、SEQ ID NO:5、SEQ ID NO:11、SEQ ID NO:6、SEQ ID NO:12所示),反转录酶1μL,ddH2O补至25μL)
液相芯片试剂:反应体系90μL,其中包含各编码的反应微球1μL,1×Tm补至20μL(如SEQ ID NO:13~18所示),70μLSAPE稀释液(69.3μL 1×Tm和0.7μLSAPE)。
实施例3试剂盒使用方法
一、核酸的提取及多重PCR
对单一的PPV、PCV2、PRV、CSFV、PRRSV和JEV六种病毒细胞培养物,PPV、PCV2、PRV、CSFV、PRRSV和JEV六种病毒混合物(等体积的PPV、PCV2、PRV、CSFV、PRRSV和JEV细胞培养物的混合),以及处理的临床样品上清液中未知病毒的核酸采用MagPure Viral RNA Kit forMagMax ExPRVess核酸提取试剂盒(美吉公司)提取核酸,核酸提取完成后,用Nano-drop微量分光光度计对其进行浓度测定。样本在96孔板A孔中加入5μL蛋白酶K溶液、5μL磁珠、90μL裂解液和50μL待检样品或对照;在孔B中加入150μL洗液,在孔C和D中各加入150μL去盐液,孔H中加入50μL灭菌去离子水;把装好样品和试剂的96孔板和洗脱条放到仪器中,启动程序;程序结束后,取出洗脱条,贴上封口膜,直接用于检测,或置-70℃保存。
反应体系为25μL,23μL多重PCR试剂(组合1、2)和2μL待检核酸。
操作步骤:将待检的样本核酸按照上述要求稀释后,分别加入试剂盒中2个组合多重PCR中。
组合1反应条件:94℃预变性5min;94℃30S,56℃30S,72℃45S,循环30次;72℃10min。
组合2反应条件:94℃预变性5min;94℃30S,52℃30S,72℃45S,循环30次;72℃10min。
二、杂交
1.每个编码微球用2500个微球参加反应(即1μL),用1×Tm补足至20μL;
2.加入2μL上述PCR扩增后的产物,用ddH2O调至终体积25μL;
3.用1×Tm杂交缓冲液将SAPE稀释至8μg/ml,并加入70μL至每个反应孔,轻柔混匀;
4.放入PCR仪,使用40℃杂交30min(见图8)。
三、液相芯片仪读取结果
上机前应先对机器进行清洗,并对激光进行校准和验证;取液相芯片试剂90μL,加入待检杂交液nμL(2≤n≤5),用ddH2O补至终体积95μL;液相芯片仪通过2束激光对100个每种编码微球进行激光扫面(见图7),读取100个微球表面荧光值然后取中位数,最终获得MFI值(以300为阈值,大于300为阳性,低于300判为阴性)。
实施例4试剂盒特异性试验
提取已知的AIV、NDV、TGEV、SIV、PEDV、PCV2病毒核酸样品(对应样本1-6,诊断中心保存),样品的基因组DNA(提取RNA转化为cDNA)2μL作为PCR扩增模板用PCR体系进行扩增后于建立的液相芯片检测体系中进行检测,同时设阴阳对照
杂交反应条件:40℃,30min;
液相芯片反应条件:将液相芯片仪中的铜板事先加热至40℃,杂交好的预混液应迅速放至液相芯片仪中,点击“Run”运行。
液相芯片仪结果表明仅PCV2有MFI值(2055),为阳性结果,而对照组AIV、NDV、TGEV、SIV、PEDV的MFI值均低于300,为阴性结果(见图9)。
结果:特异性强
实施例5试剂盒敏感性试验
提取猪圆环病毒2型的DNA,并进行DNA浓度的测定,其DNA浓度为70.4ng/μL。将提取的DNA进行10倍稀释,共稀释7个滴度,其浓度分别为7.04ng/μL、704pg/μL、70.4pg/μL、7.04pg/μL、704fg/μL、70.4fg/μL,7.04fg/μL多重PCR扩增完成后与相应的微球杂交,然后通过液相芯片仪读取数据,结果显示当DNA浓度704fg/μL时MFI值低于阈值300,所以表明试剂盒对猪圆环病毒2型核酸最低检测浓度为7.04pg/μL(结果见图5)。用上述8个稀释梯度DNA去跑PCR进行敏感度对比,结果显示当DNA为7.04pg/μL(第7孔)时没有条带,详见图4。
结果:灵敏度可达7.04pg/μL
实施例6 Real-time荧光PCR检测与液相芯片检测
参照实施例3的方法,对来自上海嘉定2个猪场,浦东6个猪场和上海光明某猪场共计9个猪场388份母猪脐带血样品用用Real-time荧光PCR方法进行检测和液相芯片方法检测(如图10所示)。
结果:Real-time荧光PCR试验结果和液相芯片检测的结果重复率2325/2328=99.87%。详见表2。
表2临床样品检测结果详细表
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用作为参考,就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (5)
1.一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒芯片试剂盒,其特征在于其含有:
1)特异性的上游引物探针,所述的特异性的上游引物探针的序列如SEQ ID NO: 1~6所示;
2)特异性的下游引物探针,所述的特异性的下游引物探针的序列为SEQ ID NO:7~12所示,在任意一个所述的特异性下游引物探针的5’端加上了一段生物素;
3)特异性微球,所述的特异性微球的序列如SEQ ID NO:13~18所示。
2.根据权利要求1所述的一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒,其特征在于:任意一个特异性上游引物探针中具有一段与微球相互补的ATG标签并以12个C相间隔。
3.根据权利要求1所述的一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒,其特征在于:任意一个所述的特异性微球的序列和对应的特异性上游引物探针中TAG标签相互补。
4.根据权利要求1所述的一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒,其特征在于:包含1×Tm杂交夜、链霉亲和素。
5.根据权利要求1所述的一种六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒,其特征在于:包含多重PCR Mix 1、多重PCR Mix 2,六种猪繁殖障碍病毒液相芯片试剂盒使用说明书。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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