CN109182595A - 一种检测小鹅瘟病毒的lf-rpa可视化试剂盒及应用 - Google Patents

一种检测小鹅瘟病毒的lf-rpa可视化试剂盒及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种快速检测小鹅瘟病毒的LF‑RPA可视化试剂盒及其应用,该试剂盒包括一套引物组和核酸检测试纸条,该试剂盒的使用方法如下:首先配制LF‑RPA反应体系,LF‑RPA反应体系包含水、反应缓冲液、GPV上游引物、GPV下游引物、LF Probe、醋酸镁、RPA聚合酶以及待测样品DNA;然后将配好的RPA反应体系置于37℃温度反应10min;把反应后的LF‑RPA反应体系通过一次性核酸检测装置检测后进行结果判读,结果判断为:若核酸检测试纸条出现两条红色条带,一条位于质控区(C线),一条位于检测区(T线),则结果为阳性;若核酸检测试纸条仅在质控区有一条色条带,则结果为阴性。该试剂盒在常温下即可进行反应,操作简单,反应快速,结果易于观察,特异性好,易于大范围推广应用。

Description

一种检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒及应用
技术领域
本发明涉及生物技术领域,具体涉及一种检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒及应用。
背景技术
目前,小鹅瘟(Gosling plague)是以渗出性肠炎、肝、肾、心等实质器官炎症为特征,由鹅细小病毒(Goose parvovirus,GPV)引起的雏鹅急性或亚急性的败血性传染病。1956年在我国发现该病后,苏联、德国、匈牙利、荷兰、法国、英国、意大利、以色列、南斯拉夫和越南等国陆续报道了小鹅瘟的存在。该病长期以来在我国乃至全世界鹅群中广泛流行,致病性强,死亡率高,造成了较大的损失,严重地影响养鹅业的发展。1961年我国学者方定一研制出的高免血清,有效地控制了该病的发生。但病毒依然在不断的变异,近年来,有跨物种传播的倾向,2015年在山东、江苏和安徽等地肉鸭群中出现了感染GPV导致的鸭短喙长舌综合征。该病病原GPV属细小病毒科,细小病毒亚,细小病毒属。外观呈圆形或六角无囊膜二十面体对称直径约20-25nm。基因组为单链、线状DNA,长度约为3434个核苷酸,含有正极性链的病毒粒子和含有负极性链的病毒粒子数目基本相等。GPV基因组中有两个主要的阅读框(ORF)。5′-ORF(LORF)编码非结构蛋白(NS),3′-ORF(RORF)编码3种结构蛋白VP1,VP2和、VP3,其中VP2和VP3是主要结构蛋白。
养鹅业的模式相对于其他禽类较为粗放、落后。近年来,蛋子瘟、鹅新城疫、小鹅瘟、禽流感等鹅病的发病率居高不下。如何有效的防控疾病的发生成为当前养鹅业的重要挑战,建立快速、高效的检测方法是临床的迫切需求。鹅场多在偏远的农村,条件简陋,交通不便捷。这要求建立的检测方法具有较高的稳定性和便携性。目前,常用于检测小鹅瘟病毒的方法包括病原的分离鉴定、直接免疫荧光法、间接免疫荧光法、琼脂扩散试验和链式聚合酶扩增法。病原的分离鉴定是最传统的检测方法,其结果准确可靠,但其影响因素多,实际操作起来相当费时费力,因此在临床应用中有一定的局限性;直接免疫荧光法和间接免疫荧光法虽操作简单准确性高,但并不适合基层人员使用。琼脂扩散试验方法简便,适宜于基层推广和应用,但灵敏度不高,需要高效价抗血清及多倍浓缩的尿囊液。链式聚合酶扩增法是目前监测小鹅瘟的通用方法,但存在依赖PCR仪,不适合在现场使用的缺点。
重组酶聚合酶扩增(recombinase polymeraseamplification,RPA)技术是一项由多种酶和蛋白参与,在恒定温度条件下实现核酸指数扩增的新技术,具有反应灵敏、高效、性价比高的特点。自2006年首次报道以来,RPA已经在医疗诊断、食品致病菌和转基因农作物等检测分析以及生物安全方面崭露头角。特别是在2014年,RPA商业化试剂盒的问世直接推动RPA技术突飞猛进的发展。LF-RPA(侧流层析试纸条检测)探针的设计是通过一对特定的抗体固定含有两个抗原标签的物质(羧基荧光素FAM和生物素biotin)实现检测。其中,5′生物素引物及其互补的序列保证了与探针结合目标物的有效扩增。Nfo识别含有1个5′-FAM标签的探针、内部THF和1个3′保护基团的扩增双链序列中的THF位点,并进行剪切(形成聚合酶Bsu催化延伸的3′羟基底物,使探针剩余的部分延伸,以固定其与含生物素标签的对应链的结合)最终完成含有生物素以及FAM的双标记扩增子可以通过侧流层析实验鉴定实验结果。采用这两种探针在很大程度上减少了扩增中产生的非特异性信号,提高了RPA反应的灵敏度和特异性。LF-RPA可视化试剂盒,具有检测速度快、敏感性高、操作简便,便携且结果容易判读等优点,适合基层人员使用,具有较高的应用价值和转化前景。
发明内容
本发明首要目的是提供一具有高灵敏度、高特异性、高效、可视化、操作方法简单的适用于检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒。
本发明的另一目的在于,提供实现上述检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒的使用方法。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的。
一种检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,其特征在于,它包含引物组和核酸检测试纸条;
所述引物组包含三条引物,所述三条引物分别为:
GPV上游引物:5’-cttcagggggtgccgatggagtgggtaatg-3’;
GPV下游引物:5’-(biotin)gggtctgattccccaatggttgttgataag-3’;
LF Probe:5’-(FAM)gggaaacacagtcatcacaaagaccaccag(ids p)aacctgggtcctgccaag(spc3)-3’。
为了进一步实现本发明,还包含反应缓冲液、醋酸镁和RPA聚合酶。
为了进一步实现本发明,所述醋酸镁为280mM醋酸镁。
为了进一步实现本发明,所述反应缓冲液为Rehydration Buffer。
为了进一步实现本发明,所述RPA聚合酶为冻干的重组酶干粉。
本发明还提供一种检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒的应用,所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒的应用使用上述任一项所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,它包含以下步骤:
1)配制LF-RPA反应体系:反应缓冲液的体积为29.5μL,LF Probe的体积为0.6μL,GPV上游引物的体积为2.1μL,GPV下游引物的体积为2.1μL,水的体积为12.2μL;将所有组分混合后,加入至一管RPA聚合酶中并混匀,混匀后依次按顺序加入体积为1μL的待测样品DNA以及体积为2.5μL的醋酸镁。
2)LF-RPA反应:将步骤1)配制好的LF-RPA反应体系置于30-37℃的恒温条件下进行反应。
3)通过一次性核酸检测装置对LF-RPA反应的结果进行判读:
若一次性核酸检测装置的核酸检测试纸条出现两条红色条带,一条位于质控区,一条位于检测区,说明待测样品含有小鹅瘟病毒;若一次性核酸检测装置的核酸检测试纸条仅出现一条红色条带,且该红色条带位于质控区,说明待测样品不含小鹅瘟病毒。
为了进一步实现本发明,步骤2)中,所述LF-RPA反应体系的反应时间为10min。
为了进一步实现本发明,步骤2)中,所述LF-RPA反应体系的反应温度为37℃。
与现有技术相比,本发明具有以下优点和有益效果:
1)本发明提供的LF-RPA试剂盒可常温反应,静置10min即可完成反应,反应迅速,在13min内即可观察到结果,操作简便,无需借助任何仪器。
2)本发明提供的LF-RPA试剂盒得到的反应结果易于观察,阳性反应的试纸条出现两条红色条带,一条位于质控区(C线),一条位于检测区(T线)。
3)本发明提供的LF-RPA试剂盒特异性好,对H9禽流感、新城疫、黄病毒(坦布苏病毒)等都呈阴性反应;灵敏度高,最低可以检测到20pg的DNA模版,即使是几个病毒粒子,也能被快速准确地检测。
4)本发明提供的LF-RPA试剂盒可快速、灵敏地检测小鹅瘟病毒,其操作简单、成本低廉,反应结果易于观察,特异性好,非常适用于出口检疫、食品卫生以及水禽养殖场的现场检测,易于大范围推广应用。
附图说明
图1为LF-RPA反应条件优化结果图,其中:
A为不同温度的LF-RPA反应结果图,1为反应温度为30℃的产物,2为反应温度为35℃的产物,3为反应温度为37℃的产物,4为反应温度为40℃的产物,5为反应温度为45℃的产物,6为反应温度为50℃的产物,7为Control(C线),即质控区,8为Test(T线),即检测区;
B为不同时间的LF-RPA反应结果图,1为反应时间为5min的产物,2为反应时间为10min的产物,3为反应时间为15min的产物,4为反应时间为20min的产物,5为反应时间为25min的产物,6为Control(C线),即质控区,7为Test(T线),即检测区。
图2是以不同病毒基因组为模版的LF-RPA反应结果图,其中:
泳道1为以小鹅瘟病毒基因组为模版的LF-RPA反应产物,泳道2为以H9禽流感病毒基因组为模版的LF-RPA反应产物,泳道3为以黄病毒(坦布苏病毒)基因组为模版的LF-RPA反应产物,泳道4为以新城疫病毒基因组为模版的LF-RPA反应产物,泳道5为阴性对照,6为Control(C线),即质控区,7为Test(T线)即检测区。
图3A是以不同浓度GPV DNA为模板的LF-RPA反应结果图,其中:
1为GPV DNA浓度为20ng的反应产物,2为GPV DNA浓度为2ng的反应产物,3为GPVDNA浓度为200pg的反应产物,4为GPV DNA浓度为20pg的反应产物,5为GPV DNA浓度为2pg的反应产物,6为GPV DNA浓度为200fg的反应产物,7为阴性对照(NTC),8为Control(C线),即质控区,9为Test(T线),即检测区。
图3B是以不同浓度GPV DNA为模板的PCR反应结果图,其中:
泳道1为DNA Marker DL2000,泳道2为GPV DNA浓度为20ng的反应产物,泳道3为GPV DNA浓度为2ng的反应产物,泳道4为GPV DNA浓度为200pg的反应产物,泳道5为GPV DNA浓度为20pg的反应产物,泳道6为GPV DNA浓度为2pg的反应产物,泳道7为GPV DNA浓度为200fg的反应产物,泳道8为阴性对照(NTC),9为2000bp的位置,10为1000bp位置,11为750bp的位置,12为500bp的位置,13为250bp的位置,14为100bp的位置。
图4为阴阳性结果对照图,其中:1为反应呈阳性结果,2为反应呈阴性结果,3为Control(C线),即质控区,4为Test(T线),即检测区。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述,但本发明的实施方式不限于此。
以下实施例中所用的引物、探针由上海生工生物工程技术服务有限公司合成。RPA聚合酶、Rehydration Buffer和醋酸镁购自TwistDx公司;一次性核酸检测装置购自优思达公司。
一、基因的选择和引物设计
依据LF-RPA引物设计原则,根据GenBank中已经公布的GPV VP3基因保守序列设计引物,用primer5.0设计一套引物(三条引物,如表1所示),该套引物包括1对GPV引物(GPV上游引物和GPV下游引物)和探针。该套引物由上海生工生物工程技术服务有限公司合成,合成后的引物用灭菌三蒸水稀释成10μmol/L溶液,-20℃保存。
ATGGCAGAGGGAGGAGGCGGAGCTTTGGGCGACGCTTCAGGGGGTGCCGATGGAGTGGGTAATGCCTCGGGAAATTGGCATTGCGATTCCC
GPV上游引物
AATGGATGGGAAACACAGTCATCACAAAGACCACCAGAACCTGGG
LF Probe
TCCTGCCAAGCTACAACAACCACATCTACAAAGCGATACACTTCTCCCCTAGAGACTGGCAGAGACTTA TCAACAACCATTGGGGAATCAGA
GPV下游引物
CCCAAGTCTCTT;
下划线标示的为该套引物在基因中的位置。
表1 可视化LF-RPA的引物
二、LF-RPA反应
1、病毒DNA的抽提:
病毒DNA抽提按酚氯仿法进行。在病毒DNA抽提的过程中所用离心管等耗材均经0.1%DEPC处理,确保所用离心管等耗材均无DNA酶的污染。
(1)取100mg待检测组织样本,加入200μL的TE,用匀浆器充分混匀,如果是血液样本(或病毒液)直接取200μL置于离心管中,然后在该离心管中加入400μL细胞裂解液(含10%SDS 25μL和20mg/mL蛋白酶K 3μL),将该离心管置于55℃的温度下,期间偶尔混匀,30min后在该离心管中加入等体积的Tris-饱和酚,轻摇混匀。
(2)将步骤(1)处理后的离心管置于离心机中以12000rpm离心5min。
(3)取出经步骤(2)处理后的离心管,小心吸取上层水相置于新的离心管中;将等体积苯酚:氯仿:异戊醇(25∶24∶1)加入保存有该上清液的离心管中,涡旋,12000rpm离心5min。
(4)将步骤(3)处理后的离心管的上清液置于另一个新的离心管,然后加入0.6倍体积的冷异丙醇(-20℃)或2倍体积的冷无水乙醇(-20℃)。
(5)在经步骤(4)处理后的离心管中加入1/10体积的3M NaAc(pH5.2),然后将该离心管置于-20℃环境下静置30min。
(6)将步骤(5)处理后的离心管置于离心机中以12000rpm离心10min。
(7)倒弃经步骤(6)处理后的离心管中的液体,使该离心管中留下沉淀,用70%乙醇洗涤该离心管中的沉淀。
(8)将步骤(7)处理后的离心管置于离心机以12000rpm离心10min。
(9)倒弃经步骤(8)处理后的离心管中的液体,使该离心管中留下沉淀,然后将该离心管真空干燥。
(10)将步骤(9)处理后的离心管中加入体积为50-100μL的TE,37℃孵育2h,复溶该离心管中的沉淀,-20℃保存分装后的液体。
2、LF-RPA检测体系的建立:
参照TwistDx提供的方法构建50μL LF-RPA检测体系的LF-RPA反应体系,该反应体系为:
表2反应体系
如上表,反应缓冲液的体积为29.5μL,LF Probe的体积为0.6μL,GPV上游引物的体积为2.1μL,GPV下游引物的体积为2.1μL,水的体积为12.2μL;将所有组分混合后,加入至一管RPA聚合酶中并混匀,混匀后依次按顺序加入体积为1μL的待测样品DNA以及体积为2.5μL醋酸镁。其中,本发明使用的RPA聚合酶为冻干的重组酶干粉,每管RPA聚合酶的成分和质量一致,均由TwistDx公司设计合成。
3、LF-RPA检测体系反应条件的优化
为了得到最优化的反应温度,将配制好的LF-RPA反应体系分别置于30℃、35℃、37℃、40℃、45℃及50℃的温度条件下,反应时间为10min,反应体系如表2所示,经过多次重复试验,确定最佳反应温度。每次配置LF-RPA反应体系的同时设水为阴性对照,将LF-RPA反应体系反应后通过一次性核酸检测装置判读结果,确定最佳反应温度,结果如图1A所示;图1A的结果说明:LF-RPA检测体系的最佳反应温度为37℃。
在最佳反应温度(37℃)下,将配置好的LF-RPA反应体系的反应时间分别设置为5min、10min、15min、20min、25min,LF-RPA反应体系如表2所示,经过多次重复试验,并将LF-RPA反应体系反应后通过一次性核酸检测装置判读结果,确定最佳反应时间,结果如图1B所示;图1B的结果说明:LF-RPA检测体系的最佳反应时间是10min。
综上,优化后LF-RPA检测体系的反应条件为37℃恒温条件,放置10min。
4、LF-RPA检测体系特异性、灵敏性分析
(1)LF-RPA检测体系的特异性分析
使用本实验室分离保存的新城疫病毒、小鹅瘟病毒、H9禽流感病毒、黄病毒(坦布苏病毒)为模版检测LF-RPA检测体系的特异性。本发明所用到的新城疫病毒、小鹅瘟病毒、H9禽流感病毒、黄病毒(坦布苏病毒)的病毒DNA模板均采用上述LF-RPA反应步骤中的病毒DNA的抽提过程获得的。
LF-RPA检测体系的反应体系如表2所示,LF-RPA检测体系的反应条件为步骤3中LF-RPA检测体系的优化确定的条件,将LF-RPA反应体系反应后通过一次性核酸检测装置判读结果,结果如图2所示。
图2结果显示LF-RPA检测体系的特异性良好,可特异地检测到小鹅瘟病毒。
(2)LF-RPA检测体系的灵敏性分析
将鹅的小鹅瘟病毒液通过上述LF-RPA反应中步骤1病毒DNA的抽提的过程提取小鹅瘟病毒DNA,在紫外分光光度计上测定其DNA的含量,将小鹅瘟病毒DNA样品用灭菌的H2O进行稀释,使稀释后的样品浓度分别为20ng、2ng、200pg、20pg、2pg、200fg。
以不同浓度的小鹅瘟病毒DNA(其浓度分别为20ng、2ng、200pg、20pg、2pg、200fg)为模版,用GPV上游引物和GPV下游引物进行LF-RPA检测。
LF-RPA检测的反应体系如表2所示,LF-RPA检测体系的反应条件为步骤3中LF-RPA检测体系的优化确定的条件,将LF-RPA反应体系反应后通过一次性核酸检测装置判读结果,结果如图3中A所示。
以不同浓度的小鹅瘟病毒DNA(其浓度分别为20ng、2ng、200pg、20pg、2pg、200fg)为模版,用GPV上游引物和GPV下游引物进行PCR检测,PCR体系如表3所示:
表3PCR体系
PCR程序如下:94℃预变性2min;94℃ 30s,50℃ 30s,72℃ 2min为一个循环,运行30个循环,之后72℃延伸5min,最后4℃保存;该PCR反应的产物经琼脂糖凝胶电泳后在紫外线检测仪的照射下得到如图3中B的结果图。
比较上述两种检测方法(LF-RPA检测和PCR检测)的灵敏度,如图3所示,结果表明:可视化的LF-RPA检测体系能检测到的GPV基因组DNA的最低限度比PCR的高10倍,最低可以检测到20pg的GPV DNA。可见,本发明提供的可视化LF-RPA更灵敏,而且用时更短,操作更加简单,结果比较直观,易于检测,无需电泳。
5、LF-RPA检测体系的结果鉴定
若一次性核酸检测装置的核酸检测试纸条上出现两条红色条带,一条位于质控区(C线),一条位于检测区(T线),则LF-RPA检测体系的检测结果为阳性;若一次性核酸检测装置的核酸检测试纸条仅出现一条红色条带,且该红色条带位于质控区,则LF-RPA检测体系的检测结果为阴性,如图4所示。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明作任何形式上的限制,故凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,其特征在于,它包含引物组和核酸检测试纸条;
所述引物组包含三条引物,所述三条引物分别为:
GPV上游引物:5’-cttcagggggtgccgatggagtgggtaatg-3’;
GPV下游引物:5’-(biotin)gggtctgattccccaatggttgttgataag-3’;
LF Probe:5’-(FAM)gggaaacacagtcatcacaaagaccaccag(ids p)aacctgggtcctgccaag(spc3)-3’。
2.根据权利要求1所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,其特征在于,还包含反应缓冲液、醋酸镁和RPA聚合酶。
3.根据权利要求2所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,其特征在于,所述醋酸镁为280mM醋酸镁。
4.根据权利要求2所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,其特征在于,所述反应缓冲液为Rehydration Buffer。
5.根据权利要求2所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,其特征在于,所述RPA聚合酶为冻干的重组酶干粉。
6.一种检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒的应用,其特征在于,所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒的应用使用权利要求1~5任一项所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒,它包含以下步骤:
1)配制LF-RPA反应体系:反应缓冲液的体积为29.5μL,LF Probe的体积为0.6μL,GPV上游引物的体积为2.1μL,GPV下游引物的体积为2.1μL,水的体积为12.2μL;将所有组分混合后,加入至一管RPA聚合酶中并混匀,混匀后依次按顺序加入体积为1μL的待测样品DNA以及体积为2.5μL醋酸镁。
2)LF-RPA反应:将步骤1)配制好的LF-RPA反应体系置于30-37℃的恒温条件下进行反应。
3)通过一次性核酸检测装置对LF-RPA反应的结果进行判读:
若一次性核酸检测装置的核酸检测试纸条出现两条红色条带,一条位于质控区,一条位于检测区,说明待测样品含有小鹅瘟病毒;若一次性核酸检测装置的核酸检测试纸条仅出现一条红色条带,且该红色条带位于质控区,说明待测样品不含小鹅瘟病毒。
7.根据权利要求6所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒的应用,其特征在于,步骤2)中,所述LF-RPA反应体系的反应时间为10min。
8.根据权利要求6所述的检测小鹅瘟病毒的LF-RPA可视化试剂盒的应用,其特征在于,步骤2)中,所述LF-RPA反应体系的反应温度为37℃。
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