基于实时荧光定量PCR、LAMP、荧光引物标记微滴PCR技术的生物样品检测

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随着分子生物学技术的快速发展,分子生物学技术已经在多个领域内得到了广泛的应用,其中,分子生物学技术在对生物样品的检测应用上显得尤其重要,主要包括核酸分子杂交技术、聚合酶链式反应、基因芯片技术等等。本研究是在传统的聚合酶链式反应的基础之上加以改进和创新,建立了猪圆环病毒Ⅱ型的荧光定量PCR检测法和环介导等温扩增检测法,转基因玉米荧光标记引物微滴PCR检测法。以适应国内外开展分子生物学检测方法研究迫切需求,这些方法为国家和上海市的动物病毒分子诊断和转基因植物安全评价提供了必要的技术支撑,从而推动了动物病毒和转基因作物的分子生物学检测方法的研究和开发。
  1、猪圆环病毒Ⅱ型(PCV2)TaqMan荧光定量PCR检测方法研究
  以猪圆环病毒Ⅱ型(PCV2)的ORF2上的一段基因片段作为靶序列,对其设计相应的特异性的引物和探针,建立了一种特异性好,灵敏度高的快速检测和定量PCV2的方法。该方法循环阈值(Ct)与标准DNA模板在102~1010拷贝/uL浓度范围内极好的线性关系,相关系数为0.9999。本实验重复性好,批内Ct值的变异系数在0.59%到1.05%之间,批间的Ct值变异系数为1.9%到4.2%。本实验建立的方法与PCV1、PRRS、PED、TGE、RV不发生交叉反应。检测极限和定量极限分别为10和100拷贝数。用此方法对40个临床样品进行检测,结果39个被检测为阳性。
  2、猪圆环病毒Ⅱ型(PCV2)环介导等温扩增检测方法研究
  本研究中采用环介导等温扩增方法(LAMP)去检测猪圆环病毒Ⅱ型(PCV2),对PCV2的ORF2基因设计出三对特异性引物,这三对引物可以识别ORF2上的八个不同序列。该基因位于PCV2的基因组序列上,所表达的Cap蛋白是参与编码结构蛋白的。扩增PCV2基因的最佳温度优化到59℃,时间条件优化到55分钟。该方法对临床样品进行分析表明LAMP检测法灵敏度高,LAMP检测对PCV2的检测限为10拷贝,而常规PCR检测法的检测限为1000拷贝。该检测法不会与猪圆环病毒Ⅰ型、猪繁殖与呼吸综合征病毒、猪流行性腹泻病毒、传染性胃肠炎的猪病毒和轮状病毒发生交叉反应。用建立起的LAMP检测法对110个临床样品进行检测,95个样品被检测出为阳性样品。新建立的LAMP检测法较之前相比具有更好的特异性、灵敏度并且快速、简化易行。它补充并扩展了之前对PCV2的检测方法,并为检测PCV2提供了一种可以应用于现场检测的方法。
  3、一种基于引物荧光标记的微滴聚合酶链式反应分析方法研究
  建立了一种新型的高通量DNA分子检测方法:将引物荧光基团进行标记并与微滴PCR技术相结合来实现高通量检测生物样品,该技术包括选择引物荧光标记、微滴聚合酶链式反应、荧光基团检测。第一步,选择几种荧光集团对不同对的引物进行标记。第二步,制成微滴并进行聚合酶链式反应,每一个模板分子被单独地分配到微小的乳化微滴中,使用不同荧光标记的引物进行平行地、高通量地扩增。第三步,PCR产物纯化之后后进行荧光基团检测,根据检测到的不同荧光基团可对生物样品进行分离检测。该研究中中优化了该方法反应的体系和条件,评估了该方法的特异性和灵敏度,并在目前广为关注的转基因产品检测领域中应用本方法对样品中转基因成分进行了分析,结果表明可同时对5个不同的目标序列进行特异性地检测分析,其检测的灵敏度可达到0.5%浓度的转基因玉米成分。该方法基本解决了当前高通量检测技术中目标DNA分子扩增通量较低的缺点,比简单的复合PCR扩增方法,扩增目标DNA分子的数量可提高数倍。因此,可作为生物学研究中高通量DNA分子分析的一种手段,通过对荧光集团的检测达到了分离检测,不仅简化了实验分析方法还提高了分析的通量。
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