CN112301150A - 一种直接荧光pcr检测呼吸道病毒的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种直接荧光聚合酶链反应(荧光PCR)定性检测呼吸道病毒的方法,其荧光PCR扩增所用的模板为临床收集到的含有呼吸道病毒的标本。属于生物技术与医学领域。本发明的方法跳过了样本核酸处理过程,使整个检测过程流畅、快速,减少相互污染的机会,获得的PCR检测结果准确可靠。
Description
技术领域:
本发明涉及生物技术与医学领域,具体涉及一种呼吸道病毒核酸的荧光PCR检测方法,该方法具有安全快速、灵敏准确的特点,利用本发明的方法实现对呼吸道病毒核酸的定性检测,适用于病毒感染的辅助诊断,抗病毒疗效监测和流行病学研究等。
背景技术:
荧光聚合酶连反应(荧光PCR)通过荧光染料或荧光标记的特异性的探针,对PCR产物进行标记跟踪,实时在线监控反应过程,结合相应的软件可以对产物进行分析,实时定性、定量或者半定量地判断所检测样本中核酸的情况。荧光PCR检测技术综合了PCR技术、荧光标记技术、激光技术、数码显象技术,它具有检测灵敏度很高、线性关系好、线性范围宽等众多优点。
荧光PCR检测技术诞生至今已近20年的时间,荧光PCR法配合荧光定量PCR仪在病原体检测、无创产前诊断、药物疗效检测、病毒变异监测、食品安全及医学分子生物学研究领域中已经得到广泛的应用,尤其在众多传染病微生物的诊断和监测过程中,起到了不可替代的作用。而同时,随着全球气候变暖的加剧,病菌通过极端天气和气候事件,扩大了传染病疫情的流行,增加了对人类健康的危害。
目前已经在临床上应用的荧光PCR检测试剂和方法多达上千种;常规的通过荧光PCR检测病原体核酸的方法一般都需要两个独立的过程,一是病原体DNA或RNA核酸模板制备,二是将核酸模板加入到反应体系中进行PCR扩增检测。各种病原体结构的不同,在各个实验室使用和建立的核酸处理的试剂和方法也不完全一致。但处理过程基本一致,都需要经过消化裂解、吸附纯化、洗涤收集等多个步骤。对于单个样本的处理往往耗时数十分钟,需要对大量样本进行处理时,耗时甚至比PCR检测反应更长。由于繁多的操作步骤,在大样本处理过程中,样本之间的相互污染也不可避免;因防护不当,出现在处理过程中人感染病原体的情况也较为多见。
直接PCR技术采用优化的PCR缓冲液体系和特殊的DNA聚合酶,减少样本中存在的多种抑制剂对PCR反应的干扰,具有强活力、高稳定性、强耐受性等特点。该技术无需进行昂贵又费时的核酸抽提过程,使用动物标本或病原体保存液即可直接用于PCR扩增鉴定,极大的缩短了检测时间和简化操作步骤。直接PCR技术正在逐渐被应用于各项动植物基因的研究中,积极地推动了分子生物学研究的发展。在直接荧光PCR技术医学检测领域,已有少量的报到,所报道的应用方法,虽免去了核酸纯化的步骤,但一般需要简单地对样本进行处理在进行PCR检测。直接将样本作为核酸模板进行扩增检测,仍未有可行的报告。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种直接荧光聚合酶链反应(荧光PCR)定性检测呼吸道病毒的方法,缩短PCR检测时间和简化操作步骤。
本发明提供一种直接荧光聚合酶链反应(荧光PCR)定性检测呼吸道病毒的方法,其荧光PCR扩增所用的模板为临床收集到的含有呼吸道病毒的标本。
本发明实现过程如下:
一种直接荧光聚合酶链反应(荧光PCR)定性检测病原体核酸的方法,检测步骤如下:
将含有呼吸道病毒的临床样本混匀,取2~10微升作为扩增模板加入到荧光PCR反应液中;
所述含有病原体的临床样本是指含有呼吸道病毒的咽拭纸洗液,或痰液。
所述荧光PCR根据呼吸道病毒类型,可为是核糖核酸(RNA)为起始扩增对象的逆转录荧光PCR,或以脱氧核糖核酸(DNA)为起始扩增对象的荧光PCR。
具体地,当所述荧光PCR以RNA为起始扩增对象的逆转录荧光PCR时,反应液组分包含:dNTPs、特异性引物、特异性taqman探针、优化的DNA聚合酶及配套的反应缓冲液、逆转录酶、Mg2+、ddH2O。
具体地,当所述荧光PCR以DNA为起始扩增对象的荧光PCR时,反应液组分含:dNTPs、特异性引物、特异性taqman探针、优化的DNA聚合酶及配套的反应缓冲液、Mg2+、ddH2O。
PCR反应条件:在DNA聚合酶功能启动阶段和检测信号收集阶段之间进行一个含有1~6个循环的PCR扩增反应阶段,在该阶段的扩增反应中不收集检测信号。
根据实际需要所述PCR反应可为单重PCR反应,也可为多重PCR反应。
本发明建立了一种直接荧光聚合酶链反应(荧光PCR)定性检测病原体核酸的方法,使用创新性的PCR反应过程,其优异性表现于:该方法简单、快速、实用性强。本方法跳过了样本核酸处理过程,使整个检测过程流畅、快速,减少相互污染的机会,获得的PCR检测结果准确可靠。更能将人感染样本中病原体的机会大大降低,有较高的社会经济效益。
附图说明:
图1为利用本发明的方法检测两份咽拭纸病毒保存液的标本中呼吸道腺病毒的荧光PCR结果。
图2为使用传统荧光PCR法检测两份咽拭纸病毒保存液的标本中呼吸道腺病毒的荧光PCR结果。
图3为利用本发明的方法检测两份咽拭纸生理盐水洗液标本中甲型流感病毒的荧光PCR结果。
图4为使用传统荧光PCR法检测两份咽拭纸生理盐水洗液标本中甲型流感病毒的荧光PCR结果。
具体实施方式:
下述实例中所使用的试验方法如无特殊说明,均为常规方法
下述实例中所使用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到
6#DNA聚合酶及其配套的反应缓冲液购自上海七海生物科技有限公司
实施例1、直接荧光PCR检测咽拭纸病毒保存液标本中呼吸道腺病毒(基因型为7型),其特征在与检测步骤如下:
一、引物设计
分析腺病毒基因组序列,选择在六邻体编码基因中设计特异性引物探针。利用引物探针在线设计工具http://www.yeastgenome.org/cgi-bin/web-primer,设计特异性引物探针。综合考虑特异性和扩增效率,最终选择一组引物探针序列如下:
设计引物序列为:
advF:catcgccggacaggatgcttc(SEQ ID No.1);
advR:tacggtcggtggtcacatcgtg(SEQ ID No.2);
设计探针序列为:advP:catcgatgctgccccagtgggca(SEQ ID No.3),在探针的两端标记FAM荧光基团和BHQ1淬灭集团
二、样本准备
本实例检测的样本为咽拭纸病毒保存液标本2份,编号ADV1、ADV2。经测序确定标本内均含7型呼吸道腺病毒。为了与传统的荧光PCR法进行比较,吸取200微升样本,使用病毒DNA核酸纯化试剂盒,进行DNA核酸抽提纯化,各得到50微升DNA溶液,编号ADV1-D、ADV2-D,4℃保存;剩余咽拭纸病毒保存液标本4℃保存;
三、进行PCR检测
直接荧光PCR检测体系:10mM dNTPs 2μL、10μM引物各0.5μL、10μM探针0.2μL、6#DNA聚合酶1.5μL、配套的反应缓冲液5μL、25mM MgCl22μL、标本4μL,ddH2O补足至25μL。
传统荧光PCR检测体系:10mM dNTPs 2μL、10μM引物各0.5μL、10μM探针0.2μL、DNA聚合酶0.4μL、配套的反应缓冲液2.5μL、25mM MgCl22μL、标本4μL,ddH2O补足至25μL。
取步骤二制备好的样本4μL,加入反应液中。其中取生理盐水洗液4μL加入到直接荧光PCR体系中;取DNA溶液4μL加入到传统荧光PCR体系中。加样过程中应尽量避免产生气泡,以免影响PCR反应。
直接荧光PCR的反应条件为:95℃预变性10min→(95℃变性5S→60℃退火35S)×3循环→(95℃变性10S→58℃退火40S)×40循环,荧光收集点为58℃退火温度点。
传统荧光PCR的反应条件为:95℃预变性10min→(95℃变性5S→60℃退火35S)×3循环→(95℃变性10S→58℃退火40S)×40循环,荧光收集点为58℃退火温度点。
检测结果:两种方法对两个标本的检测结果均显示典型扩增,表明为阳性。其中直接荧光PCR检测ADV1、ADV2的Ct值分别为20.2和23.7;传统荧光PCR检测ADV1-D、ADV2-D的Ct值分别为20.5和23.4,两种方法检测结果基本一致。说明直接荧光PCR法检测呼吸道DNA的方法有效可行。
实施例2、直接荧光PCR检测咽拭纸病毒保存液标本中A型流感病毒,其特征在与检测步骤如下:
一、引物设计
分析A型流感病毒基因组序列,选择在保守区段中设计通用性特异性引物探针。利用引物探针在线设计工具http://www.yeastgenome.org/cgi-bin/web-primer,设计特异性引物探针。综合考虑特异性和扩增效率,最终选择一组引物探针序列如下:
设计引物序列为:IFAF:AAGACCRATYYTGTCACCTCTRACTAAG(SEQ ID NO.4);
IFAR:CAAANCGTCTACGYTGCAGTCC(SEQ ID No.5);
设计探针序列为:IFAP:TCACTGGGCACGGTGAGYGTRAA(SEQ ID No.6),在探针的两端标记FAM荧光基团和BHQ1淬灭集团
二、样本准备
本实例检测的样本为咽拭纸病毒保存液标本2份,编号IFA1、IFA2。经测序确定标本内均含7型呼吸道腺病毒。为了与传统的荧光PCR法进行比较,吸取200微升样本,使用病毒RNA核酸纯化试剂盒,进行RNA核酸抽提纯化,各得到50微升RNA溶液,编号IFA1-R、IFA2-R,4℃保存;剩余咽拭纸病毒保存液标本4℃保存;
三、进行PCR检测
直接荧光PCR检测体系:10mM dNTPs 2μL、10μM引物各0.5μL、10μM探针0.2μL、6#DNA聚合酶1.5μL、配套的反应缓冲液5μL、逆转录酶0.3μL、25mM MgCl22μL、标本4μL,ddH2O补足至25μL。
传统荧光PCR检测体系:10mM dNTPs 2μL、10μM引物各0.5μL、10μM探针0.2μL、DNA聚合酶0.4μL、配套的反应缓冲液2.5μL、逆转录酶0.2μL、25mM MgCl22μL、标本4μL,ddH2O补足至25μL。
取步骤二制备好的样本4μL,加入反应液中。其中取生理盐水洗液4μL加入到直接荧光PCR体系中;取RNA溶液4μL加入到传统荧光PCR体系中。加样过程中应尽量避免产生气泡,以免影响PCR反应。
直接荧光PCR的反应条件为:45℃预变性15min→95℃预变性10min→(95℃变性5S→61℃退火35S)×3循环→(95℃变性10S→59℃退火40S)×40循环,荧光收集点为59℃退火温度点。
传统荧光PCR的反应条件为:45℃预变性15min→95℃预变性10min→(95℃变性5S→61℃退火35S)×3循环→(95℃变性10S→59℃退火40S)×40循环,荧光收集点为59℃退火温度点。
检测结果:两种方法对两个标本的检测结果均显示典型扩增,表明为阳性。其中直接荧光PCR检测IFA1、IFA2的Ct值分别为25.5和35.1;传统荧光PCR检测IFA1-R、IFA2-R的Ct值分别为25.2和34.8,两种方法检测结果基本一致。说明直接荧光PCR法检测呼吸道RNA病毒的方法有效可行。
序列表
<110> 杭州丹威生物科技有限公司
<120> 一种直接荧光PCR检测呼吸道病毒的方法
<130> 19-100070-00013375
<160> 6
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
catcgccgga caggatgctt c 21
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
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<211> 23
<212> DNA
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catcgatgct gccccagtgg gca 23
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<212> DNA
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<400> 5
caaancgtct acgytgcagt cc 22
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<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
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Claims (7)
1.一种直接荧光聚合酶链反应(荧光PCR)定性检测呼吸道病毒的方法,其特征在于,无需核酸处理步骤,可直接将临床收集到的含有病毒的标本作为PCR的扩增模板加入到荧光PCR检测反应体系中进行检测。
2.根据权利要求1所述的直接荧光PCR定性检测呼吸道病毒的方法,其特征在于,其所使用PCR反应条件中,在DNA聚合酶功能启动阶段和检测信号收集阶段之间***一个含有1~6个循环的PCR扩增反应阶段,在该阶段的扩增反应中不收集检测信号。
3.根据权利要求1所述的直接荧光PCR定性检测呼吸道病毒的方法,其特征在于,其所述的核酸处理或提取步骤是指PCR检测反应体系之外,对样本进行病毒核酸提取纯化的过程。
4.根据权利要求1所述的直接荧光PCR定性检测病原体核酸的方法,其特征在于,将病毒核酸的处理过程与PCR检测反应整合于同一反应体系中。
5.根据权利要求1所述的直接荧光PCR定性检测呼吸道病毒的方法,其特征在于,其所检测的核酸包括核糖核酸(RNA)和脱氧核糖核酸(DNA)。
6.根据权利要求1所述的直接荧光PCR定性检测呼吸道病毒的方法,其特征在于,其所述的作为PCR的扩增模板的标本包括含有呼吸道病毒的咽拭纸洗液或痰液。
7.根据权利要求1—6中任一所述的方法,其特征在于,其所述的荧光PCR反应为单重PCR反应或多重PCR反应。
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