CN101906487A - 一种猪瘟病毒核酸标准物质的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种猪瘟病毒核酸标准物质的制备方法。本发明所涉及的猪瘟病毒核酸标准物质是通过以下技术步骤制备的:(1)选择基因保守区为扩增靶区;(2)引物设计、合成;(3)序列扩增;(4)克隆、鉴定;(5)体外转录;(6)分装;(7)RNA拷贝数测定;(8)检验;(9)协作标定;(10)定值。利用本发明制备的猪瘟病毒核酸标准物质无感染性、适用范围广、均匀性好、稳定性高、拷贝数定值准确,可用于RT-PCR或荧光定量PCR诊断试剂的质量控制、科学研究与实验室诊断的对照以及实验室之间的能力比对。
Description
技术领域
本发明涉及猪瘟病毒核酸标准物质的制备方法,属于标准物质技术和兽用生物制品技术领域。
背景技术
猪瘟(Classical Swine Fever,CSF)是由猪瘟病毒(Classical Swine Fever Virus,CSFV)引起的一种高度接触性、致死性的猪传染病,在世界上很多国家和地区均有发生,给畜牧业生产带来了严重的经济损失。世界动物卫生组织(OIE)将猪瘟列为法定通报性疫病,我国将其划为一类动物传染病。
随着分子生物学检测技术发展,RT-PCR、荧光定量PCR等检测技术也逐渐广泛应用于猪瘟病毒检测。这类技术通过检测病毒特异性的核酸片段来检测猪瘟病毒,具有灵敏性高、检测快速等优点;但也易受试剂盒质量、核酸提取、翻转录效率、核酸污染、RNA酶污染等影响,实验结果往往因为试剂质量、人员的经验和能力以及实验设施、环境的影响而存在较大误差,严重制约了检测结果的准确性,因此亟需使用标准物质作为客观、公正的标尺,用于检测试剂盒产品的质量控制、科学研究与实验室诊断的参照以及实验室之间的能力比对。然而,由于猪瘟病毒核酸标准物质的质量要求很高,制备程序和检验、标定方法严格,有关制备程序和标定方法至今未见报道。
发明内容
本发明的目的是建立一种猪瘟病毒核酸标准物质的制备方法。
本发明包括以下技术方案:
(1)选择猪瘟病毒基因保守区为扩增靶区,与一般PCR或荧光PCR检测的目标片段相适应;
(2)设计、合成针对该基因保守区的上下游引物;
(3)目标序列扩增:用RNA提取试剂盒提取病毒液(组织)总RNA;用随机引物反转录,获得总cDNA;再用病毒特异的上下游引物扩增目标片段;通过核酸电泳检测扩增产物;
(4)目的基因的克隆:将扩增产物用纯化试剂盒纯化、回收;将目的基因片段克隆至载体;转化感受态大肠杆菌;涂于筛选培养基,37℃培养12-16h;挑取转化成功的菌落,接种于液体培养基,37℃振荡培养12~16h;用质粒提取试剂盒提取重组质粒,双向测序鉴定;
(5)体外转录:对提取的质粒酶切;回收含启动子和目的基因的DNA片段;用转录试剂盒进行体外转录;加入DNase去除转录产物中的DNA;重新提取、纯化RNA;在无RNA酶的水中重溶RNA;
(6)分装:将重溶的RNA分装至无RNA酶的小管中,20μL/管,-80℃冻存;
(7)RNA拷贝数测定:取体外转录的RNA(6),用无RNA酶灭菌水作10倍和100倍稀释,测定其在260nm和280nm的吸光度值(OD),根据吸光值及稀释倍数计算体外转录样品浓度,必要时可测定多次统计分析;根据已知RNA核酸序列,推算单个RNA模板的分子量;根据样品浓度和单个RNA分子量计算RNA单位体积内的拷贝数;
(8)检验:
1)均匀性试验:从样品随机选取一定数量的样品(根据统计需要),检测每个样品单位体积RNA拷贝数,对结果进行统计分析,要求各样品的检测值之间经统计分析无显著差异;
2)稳定性试验:每隔一定时间随机抽取样品进行检测,根据单位体积RNA拷贝数下降情况,计算其保存期;
(9)协作标定:将样品分发国内相关机构,让各单位检测收到的样品单位体积RNA拷贝数;
(10)定值:对所有样品的测定结果进行统计、分析,剔除异常值;确定该标准物质最终的单位体积RNA拷贝数。
本发明的详细描述
1.选择猪瘟病毒基因保守区5’端非编码区(5’UTR)为扩增靶区。
2.设计、合成引物:
A1:5’-AGT ACA GGG TAG TCG TCA GTG GTT CG-3’;
A2:5’-CTG CTG TAC ATG GCA CAT GGA GTT G-3’;
由上海英骏生物技术有限公司合成,用DEPC水配成0.25μM,-20℃保存备用。
3.目标序列扩增:
用TRIzol Reagent试剂盒(购自Invitrogen公司)提取病毒液(组织)总RNA;取10μl RNA,加入2μl Oligo(dT)和8μl反转录液(5×Buffer 4μl,2μl DTT,1μl dNTP,0.5μl反转录酶,0.5μl RNasin),按42℃60min、70℃/15min反转录,获得总cDNA;
取10μl cDNA,加入29μl H2O,95℃预变性5min,加入11μl PCR液(10×Buffer 5μl,A1 1μl,A2 1μl,dNTP 2μl,Taq酶2μl),按94℃/1min,57℃/1min,72℃/1min40S进行35个循环;
最后再72℃延伸10min;取5~10μl扩增产物进行0.8%琼脂糖凝胶电泳,出现目标条带则表明扩增成功(如图1)。
4.目的基因的克隆:
将扩增产物用纯化试剂盒纯化、回收;将目的基因片段克隆至pGEM-T Easy载体(购自Promega公司);
转化感受态大肠杆菌JM109(购自Promega公司);
涂于含有X-Gal和IPTG的AMP+LB琼脂平板,37℃培养12~16h;随机挑取3~4个白色单菌落,接种于AMP+LB液体培养基,37℃振荡培养12~16h;
用Wizard Plus Minipreps DNA Purification System试剂盒(购自Promega公司)提取重组质粒,送至北京华大中生科技发展有限公司双向测序鉴定,结果与设计的目的基因片段序列一致。
5.体外转录:
对提取的质粒用Pvu II酶切;用DNA片段回收试剂盒回收含T7启动子和目的基因的DNA片段;
用Ribo MAXTM Large Scale RNA Production System-T7试剂盒(购自Promega公司)进行体外转录,反应体系如下:T7 Transcription 5×Buffer 20μl,dNTP 30μl,Linear DNA template 5μl,Enzyme Mix(T7)10μl,补充DEPC水至100μl,37℃/5h;
加入DNase 37℃/15min去除转录产物中的DNA;
用TRIzol Reagent试剂盒(购自Invitrogen公司)重新提取、纯化RNA;在DEPC水中重溶RNA。
6.分装:将重溶的RNA分装至DEPC水处理过的小管中,20μL/管,-80℃冻存。
7.RNA拷贝数测定
制备的RNA样品经10倍和100倍稀释,吸光光度值测定结果是:10倍稀释,OD260=0.44406,浓度为35.5248μg/ml;100倍稀释,OD260=0.03481,浓度为3.4827μg/ml;根据核酸序列推算出单链模板的分子量MW=669.40kDa;经计算,得出每管RNA分子的拷贝数为:3.11×1012拷贝/20μl。
8.猪瘟病毒核酸标准物质检验和定值
(1)均匀性试验:从样品随机选取10支样品,检测每个样品单位体积RNA拷贝数,结果见表1。经统计分析,各样品之间无显著差异,表明该批样品均匀性良好。
(2)稳定性试验:每隔1周随机抽取样品进行检测,结果11周后检测结果与第1个月检测结果无显著差异,说明该样品稳定性良好,经推测,其稳定保存期在5年以上。
(3)协作标定:将样品分发国内相关机构,让各单位检测收到的样品单位体积RNA拷贝数;结果见表2。
(4)定值:对所有样品的测定结果进行统计、分析,剔除异常值;确定该标准物质最终单位体积RNA拷贝数为3.11±0.027×1012拷贝/20μl。
本发明的积极意义
本发明涉及一种猪瘟病毒核酸标准物质的制备方法。应用本发明制备的猪瘟病毒核酸标准物质具有以下优点和用途:
(1)以猪瘟病毒基因序列的高度保守区为扩增靶区,与一般PCR或荧光PCR检测的目标片段相适应,特异性好,适用范围广,并且不会泄露我国猪瘟病毒特有的基因信息;
(2)利用本发明制备的猪瘟病毒核酸标准物质无感染性,没有生物安全风险,可以广范应用,适用范围广、安全性高;
(3)利用本发明制备的猪瘟病毒核酸标准物质是RNA片段而不是DNA片段或质粒,与猪瘟病毒原有核酸种类保持了一致,可以充分控制受试者的实验条件和实验过程;
(4)利用本发明制备的猪瘟病毒核酸标准物质经测定和计算得出的拷贝数定值准确,而且经过协作标定定值,更增加了其可信度;
(5)利用本发明制备的猪瘟病毒核酸标准物质可以根据已知的拷贝数稀释成单位体积含有不同拷贝数的一系列样品,用于RT-PCR或荧光定量PCR诊断试剂的质量控制、科学研究与实验室诊断的对照以及实验室之间的能力比对。
附图说明
图1CSFV 5’UTR扩增结果 图中所示:M-DL2000marker;1-病毒培养液扩增产物;2-未接种病毒培养液扩增产物
实施例
实施例1
1.选择猪瘟病毒基因保守区5’端非编码区(5’UTR)为扩增靶区。
2.设计、合成引物:A1:5’-AGT ACA GGG TAG TCG TCA GTG GTT CG-3’;A2:5’-CTG CTG TAC ATG GCA CAT GGA GTT G-3’;由上海英骏生物技术有限公司合成,用DEPC水配成0.25μM,-20℃保存备用。
3.目标序列扩增:用TRIzol Reagent试剂盒(购自Invitrogen公司)提取病毒液(组织)总RNA;取10μl RNA,加入2μl Oligo(dT)和8μl反转录液(5×Buffer 4μl,2μl DTT,1μl dNTP,0.5μl反转录酶,0.5μl RNasin),按42℃60min、70℃/15min反转录,获得总cDNA;取10μlcDNA,加入29μl H2O,95℃预变性5min,加入11μl PCR液(10×Buffer 5μl,A1 1μl,A2 1μl,dNTP 2μl,Taq酶2μl),按94℃/1min,57℃/1min,72℃/1min40S进行35个循环;最后再72℃延伸10min;取5~10μl扩增产物进行0.8%琼脂糖凝胶电泳,出现目标条带则表明扩增成功(如图1)。
4.目的基因的克隆:将扩增产物用纯化试剂盒纯化、回收;将目的基因片段克隆至pGEM-T Easy载体(购自Promega公司);转化感受态大肠杆菌JM109(购自Promega公司);涂于含有X-Gal和IPTG的AMP+LB琼脂平板,37℃培养12~16h;随机挑取3-4个白色单菌落,接种于AMP+LB液体培养基,37℃振荡培养12~16h;用Wizard Plus Minipreps DNAPurification System试剂盒(购自Promega公司)提取重组质粒,送至北京华大中生科技发展有限公司双向测序鉴定,结果与设计的目的基因片段序列一致。
5.体外转录:对提取的质粒用Pvu II酶切;用DNA片段回收试剂盒回收含T7启动子和目的基因的DNA片段;用Ribo MAXTM Large Scale RNA Production System-T7试剂盒(购自Promega公司)进行体外转录,反应体系如下:T7 Transcription 5×Buffer 20μl,dNTP 30μl,Linear DNA template 5μl,Enzyme Mix(T7)10μl,补充DEPC水至100μl,37℃/5h;加入DNase37℃/15min去除转录产物中的DNA;用TRIzol Reagent试剂盒(购自Invitrogen公司)重新提取、纯化RNA;在DEPC水中重溶RNA。
6.分装:将重溶的RNA分装至DEPC水处理过的小管中,20μL/管,-80℃冻存。
实施例2
RNA拷贝数测定
制备的RNA样品经10倍和100倍稀释,吸光光度值测定结果是:10倍稀释,OD260=0.44406,浓度为35.5248μg/ml;100倍稀释,OD260=0.03481,浓度为3.4827μg/ml;根据核酸序列推算出单链模板的分子量MW=669.40kDa;经计算,得出每管RNA分子的拷贝数为:3.11×1012拷贝/20μl。
实施例3
猪瘟病毒核酸标准物质检验和定值
1.均匀性试验:从样品随机选取10支样品,检测每个样品单位体积RNA拷贝数,结果见表1。经统计分析,各样品之间无显著差异,表明该批样品均匀性良好。
表1RNA样品拷贝数(×1012拷贝/20μl)
2.稳定性试验:每隔1周随机抽取样品进行检测,结果11周后检测结果与第1个月检测结果无显著差异,说明该样品稳定性良好,经推测,其稳定保存期在5年以上。
3.协作标定:将样品分发国内相关机构,让各单位检测收到的样品单位体积RNA拷贝数;结果见表2。
表2各协作单位测定的RNA样品拷贝数(×1012拷贝/20μl)
4.定值:对所有样品的测定结果进行统计、分析,剔除异常值;确定该标准物质最终单位体积RNA拷贝数为3.11±0.027×1012拷贝/20μl。
Claims (1)
1.一种猪瘟病毒核酸标准物质的制备方法,其特征在于包括以下技术步骤:
(1)选择猪瘟病毒基因保守区为扩增靶区;
(2)设计、合成针对该基因保守区的上下游引物;
(3)目标序列扩增:提取病毒液或组织的总RNA;用随机引物反转录,获得cDNA;再用上下游引物扩增目标片段;电泳检测扩增产物;
(4)目的基因的克隆:将扩增产物纯化、回收;将目的基因片段克隆至载体;转化感受态细胞;挑取转化成功的菌落,大量培养;提取重组质粒,双向测序鉴定;
(5)体外转录:对提取的质粒酶切;回收含启动子和目的基因的DNA片段;用转录试剂盒进行体外转录;加入DNase去除转录产物中的DNA;重新提取、纯化RNA;在无RNA酶的水中重溶RNA;
(6)分装:将重溶的RNA分装至无RNA酶的小管中,20μL/管,-80℃冻存;
(7)RNA拷贝数测定:取体外转录的RNA,用无RNA酶灭菌水作10倍和100倍稀释,测定其在260nm和280nm的OD值,计算体外转录样品浓度;根据已知RNA核酸序列,推算单个RNA模板的分子量,计算RNA单位体积内的拷贝数;
(8)检验:
1)均匀性试验:从样品随机选取一定数量的样品,检测每个样品单位体积RNA拷贝数,对结果进行统计分析,要求各检测值之间无显著差异;
2)稳定性试验:每隔一定时间随机抽取样品进行检测,根据单位体积RNA拷贝数下降情况,计算其保存期;
(9)协作标定:将样品分发国内相关机构,检测单位体积RNA拷贝数;
(10)定值:对所有测定结果进行统计、分析,剔除异常值;确定该标准物质最终的单位体积RNA拷贝数。
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