CN109988869B - 核酸组合物、检测单元、微流控芯片及检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种核酸组合物、检测单元、微流控芯片及检测装置。该核酸组合物包括检测引物对,检测引物对包括如下引物对中的至少两种:A型RSV病毒引物对、A型IFA病毒引物对、2型PIV病毒引物对、HCoV病毒引物对、B型IFA病毒引物对、SASR病毒引物对、MPV病毒引物对、3型PIV病毒引物对、B型RSV病毒引物对、HBoV病毒引物对、ADV病毒引物对、HRV病毒引物对、军团杆菌引物对、链球菌引物对、衣原体引物对和支原体引物对。上核酸组合物能够用于检测至少两种呼吸道病原体,且检测敏感度较高。
Description
技术领域
本发明涉及基因工程领域,特别是涉及一种核酸组合物、检测单元、微流控芯片及检测装置。
背景技术
上呼吸道感染大部分由病毒(包括呼吸道合胞病毒、腺病毒、流感病毒、副流感病毒等)引起。该病通过含有病毒的飞沫、雾滴,或经污染的用具进行传播。常于机体抵抗力降低时,原已存在或由外界侵入的病毒或细菌迅速生长繁殖,导致感染,常继发支气管炎、肺炎、副鼻窦炎,少数人可并发急性心肌炎、肾炎、风湿热等。多种病毒具有感染力强、传播快、潜伏期短、发病急等特点,给临床疾病诊断和治疗造成极大地困难。呼吸道病毒感染是临床最常见的疾病之一,且病原学复杂,精确的病原学分析不仅是确诊依据,也是合理治疗方案的基础。
下呼吸道细菌性感染为临床常见疾病,需抗生素治疗。目前临床上的细菌性感染多为经验治疗。军团杆菌是一种广泛存在于自然界中的机会致病菌,能引起发热以及呼吸道症状,能引起严重的肺部感染,严重者可导致呼吸衰竭和社衰竭,更有患者直接导致死亡。肺炎链球菌,为革兰氏染色阳性,5%~10%正常人上呼吸道中携带此菌,是引起人类疾病的重要病原菌。肺炎链球菌主要的致病物质是肺炎球菌溶血素以及荚膜,荚膜具有抗原性,可引起大叶性肺炎、脑膜炎、支气管炎等疾病。支原体肺炎以及衣原体肺炎是肺炎支原体引起的急性呼吸道感染伴肺炎,过去称为原发性非典型性肺炎的病原体中,肺炎支原体最为常见,可引起流行,约占肺炎的10%,严重的肺炎支原体感染也可导致死亡。肺炎衣原体可导致支气管炎、咽炎、鼻窦炎、中耳炎、虹膜炎等疾病,也是艾滋病、白血病等继发感染的重要病原菌之一。
一般地,检测呼吸道病原体的方法包括病毒分离培养和PCR。病毒分离培养的检测周期长,检测敏感度较低,不能满足实际需求。而PCR的通量低,一次只能检测一种病原体。
发明内容
基于此,有必要提供一种核酸组合物,该核酸组合物能够用于同时检测至少两种呼吸道病原体且检测敏感度较高。
此外,还有必要提供一种检测单元、微流控芯片及检测装置。
一种核酸组合物,包括检测引物对,所述检测引物对包括如下引物对中的至少两种:
序列如SEQ ID No.1及SEQ ID No.2所示的A型RSV病毒引物对;序列如SEQ IDNo.4及SEQ ID No.5所示的A型IFA病毒引物对;序列如SEQ ID No.7及SEQ ID No.8所示的2型PIV病毒引物对;序列如SEQ ID No.10及SEQ ID No.11所示的HCoV病毒引物对;序列如SEQ ID No.13及SEQ ID No.14所示的B型IFA病毒引物对;序列如SEQ ID No.16及SEQ IDNo.17所示的SASR病毒引物对;序列如SEQ ID No.19及SEQ ID No.20所示的MPV病毒引物对;序列如SEQ ID No.22及SEQ ID No.23所示的3型PIV病毒引物对;序列如SEQ ID No.25及SEQ ID No.26所示的B型RSV病毒引物对;序列如SEQ ID No.28及SEQ ID No.29所示的HBoV病毒引物对;序列如SEQ ID No.31及SEQ ID No.32所示的ADV病毒引物对;序列如SEQID No.34及SEQ ID No.35所示的HRV病毒引物对;序列如SEQ ID No.37及SEQ ID No.38所示的军团杆菌引物对;序列如SEQ ID No.40及SEQ ID No.41所示的链球菌引物对;序列如SEQ ID No.43及SEQ ID No.44所示的衣原体引物对;及序列如SEQ ID No.46及SEQ IDNo.47所示的支原体引物对。
上述核酸组合物包括检测引物对,检测引物对包括如下引物对中的至少两种:A型RSV病毒引物对、A型IFA病毒引物对、2型PIV病毒引物对、HCoV病毒引物对、B型IFA病毒引物对、SASR病毒引物对、MPV病毒引物对、3型PIV病毒引物对、B型RSV病毒引物对、HBoV病毒引物对、ADV病毒引物对、HRV病毒引物对、军团杆菌引物对、链球菌引物对、衣原体引物对和支原体引物对,至少两种引物对相互配合,能够避免各引物之间的相互干扰,以能够实现一次性即同时至少两种呼吸道病原体,检测敏感度高。经试验验证,上述核酸组合物能够对一管标本同时检测上述至少两种呼吸道病原体,节省检测时间,敏感度达88%以上。
在其中一个实施例中,还包括与所述检测引物对对应的检测探针,其中,与所述A型RSV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.3所示的A型RSV病毒探针;与所述A型IFA病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.6所示的A型IFA病毒探针;与所述2型PIV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.9所示的2型PIV病毒探针;与所述HCoV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.12所示的HCoV病毒探针;与所述B型IFA病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.15所示的B型IFA病毒探针;与所述SASR病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.18所示的SASR病毒探针;与所述MPV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.21所示的MPV病毒探针;与所述3型PIV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.24所示的3型PIV病毒探针;与所述B型RSV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.27所示的B型RSV病毒探针;与所述HBoV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.30所示的HBoV病毒探针;与所述ADV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.33所示的ADV病毒探针;与所述HRV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.36所示的HRV病毒探针;与所述军团杆菌引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.39所示的军团杆菌探针;与所述链球菌引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.42所示的链球菌探针;与所述衣原体引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.45所示的衣原体探针;及与所述支原体引物对对应的检测探针为序列如SEQ IDNo.48所示的支原体探针;所述检测探针上连接有荧光基团;
进一步地,所述检测引物对包括所述A型RSV病毒引物对、所述A型IFA病毒引物对、所述2型PIV病毒引物对、所述HCoV病毒引物对、所述B型IFA病毒引物对、所述SASR病毒引物对、所述MPV病毒引物对、所述3型PIV病毒引物对、所述B型RSV病毒引物对、所述HBoV病毒引物对、所述ADV病毒引物对、所述HRV病毒引物对、所述军团杆菌引物对、所述链球菌引物对、所述衣原体引物对及所述支原体引物对,所述检测引物对及对应的检测探针分为多组,同一组内的不同所述检测引物对对应的所述检测探针上连接的所述荧光基团不同;
更进一步地,所述检测引物对分为四组,第一组包括所述A型RSV病毒引物对、所述A型IFA病毒引物对、所述2型PIV病毒引物对及所述HCoV病毒引物对;第二组包括所述B型IFA病毒引物对、所述SASR病毒引物对、所述MPV病毒引物对及所述3型PIV病毒引物对;第三组包括所述B型RSV病毒引物对、所述HBoV病毒引物对、所述ADV病毒引物对及所述HRV病毒引物对;第四组包括所述军团杆菌引物对、所述链球菌引物对、所述衣原体引物对及所述支原体引物对。
在其中一个实施例中,各组中所述检测探针上连接的所述荧光基团选自FAM、HEX、CY5、ROX及VIC中的一种。
一种检测单元,包括反应池,所述反应池内设有上述核酸组合物。
在其中一个实施例中,所述检测单元还包括处理池,所述处理池与所述反应池间隔且连通,所述处理池用于存储待测样品,且能够向所述反应池中输送所述待测样品中的核酸;
及/或,所述核酸组合物为干粉,所述检测单元还包括与所述反应池连通的储液池,所述储液池能够向所述反应池输送溶剂,以溶解所述反应池中的核酸组合物。
在其中一个实施例中,所述反应池至少有两个,相邻的所述反应池间隔设置,每个所述反应池设置有所述核酸组合物,不同的所述反应池中的所述核酸组合物不同;
及/或,所述检测单元还包括储物腔,所述储物腔与所述处理池连通,所述储物腔能够向所述处理池输送吸附物,所述吸附物用于吸附所述核酸;
及/或,所述检测单元还包括洗液存储池,所述洗液存储池与所述处理池连通,所述洗液存储池能够向所述处理池输送清洗液。
在其中一个实施例中,所述反应池为四个,所述A型RSV病毒引物对、所述A型IFA病毒引物对、所述2型PIV病毒引物对及所述HCoV病毒引物对设置于同一所述反应池中;所述B型IFA病毒引物对、所述SASR病毒引物对、所述MPV病毒引物对及所述3型PIV病毒引物对设置于同一所述反应池中;所述B型RSV病毒引物对、所述HBoV病毒引物对、所述ADV病毒引物对及所述HRV病毒引物对设置于同一所述反应池中;所述军团杆菌引物对、所述链球菌引物对、所述衣原体引物对及所述支原体引物对设置于同一所述反应池中;
及/或,所述处理池为一个,所述处理池与各所述反应池均连通,并且能够向各所述反应池输送所述核酸。
一种微流控芯片,包括上述检测单元。
在其中一个实施例中,还包括壳体,所述检测单元收容于所述壳体中;
进一步地,所述壳体设有加样口,所述加样口与所述处理池相通;
进一步地,所述壳体包括壳本体和盖体,所述壳本体和所述盖体相对设置且围成收容腔,所述检测单元收容于所述收容腔中,所述加样口设于所述盖体上;
进一步地,所述检测单元为多个,多个所述检测单元间隔设置。
一种检测装置,包括上述核酸组合物、上述检测单元或者上述微流控芯片。
附图说明
图1为一实施方式的检测装置的结构示意图;
图2为图1所示的检测装置中微流控芯片的结构示意图;
图3为图2所示的微流控芯片省略盖体后的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
一实施方式的核酸组合物,能够用于检测待测样品中至少两种呼吸道病原体,且检测敏感度较高,能够用于制备微流控芯片或者检测装置。
在其中一个实施例中,待测样品为咽拭子或鼻咽抽吸物。
在其中一个实施例中,核酸组合物包括检测引物对,检测引物对包括如下引物对中的至少两种:
序列如SEQ ID No.1及SEQ ID No.2所示的A型RSV病毒引物对;序列如SEQ IDNo.4及SEQ ID No.5所示的A型IFA病毒引物对;序列如SEQ ID No.7及SEQ ID No.8所示的2型PIV病毒引物对;序列如SEQ ID No.10及SEQ ID No.11所示的HCoV病毒引物对;序列如SEQ ID No.13及SEQ ID No.14所示的B型IFA病毒引物对;序列如SEQ ID No.16及SEQ IDNo.17所示的SASR病毒引物对;序列如SEQ ID No.19及SEQ ID No.20所示的MPV病毒引物对;序列如SEQ ID No.22及SEQ ID No.23所示的3型PIV病毒引物对;序列如SEQ ID No.25及SEQ ID No.26所示的B型RSV病毒引物对;序列如SEQ ID No.28及SEQ ID No.29所示的HBoV病毒引物对;序列如SEQ ID No.31及SEQ ID No.32所示的ADV病毒引物对;序列如SEQID No.34及SEQ ID No.35所示的HRV病毒引物对;序列如SEQ ID No.37及SEQ ID No.38所示的军团杆菌引物对;序列如SEQ ID No.40及SEQ ID No.41所示的链球菌引物对;序列如SEQ ID No.43及SEQ ID No.44所示的衣原体引物对;及序列如SEQ ID No.46及SEQ IDNo.47所示的支原体引物对。
RSV病毒(Respiratory Syncytial Virus,呼吸道合胞病毒),是在婴儿时期和儿童早期导致支气管炎和肺炎的主要原因。RSV病毒具有两个亚型,分别是是A型RSV病毒和B型RSV病毒。
IFV病毒(流感病毒)属于呼吸道病原体的一种,主要有两个亚型,分别是A型IFV病毒和B型IFV病毒。
PIV病毒(即副流感病毒)属于呼吸道病原体的一种,PIV病毒能够引起普通感冒、支气管炎、细支气管炎和肺炎等疾病。PIV病毒主要有四个亚型,分别是1型PIV病毒、2型PIV病毒、3型PIV病毒和4型PIV病毒。
HCoV病毒(coronavirus)属于冠状病毒,能够引起呼吸道和肠道感染。SARS病毒是冠状病毒的一个变种,是引起非典型肺炎的病原体。
MPV病毒(偏肺病毒)是副黏液病毒科的一种RNA病毒,能够引起呼吸道感染,是引起肺炎的病原体。
HBoV病毒(人博卡病毒),是由瑞典学者Allander等于2005年从呼吸道感染患儿鼻咽分泌物中进行病原检测,分离得到的一种新病毒。HBoV主要存于呼吸道分泌液中,能够引起发热、干咳、呼吸难、轻微哮喘等症状。
ADV病毒(腺病毒),能够引起呼吸道感染。
HRV病毒(轮状病毒)能够引起上呼吸道感染,是急性肠胃炎的主要病原体。
军团杆菌是需氧革兰氏阴性杆菌,以嗜肺军团菌最易致病。该病原菌主要来自土壤和污水,由空气传播,自呼吸道侵入。临床表现类似肺炎。在本实施例中,军团菌为嗜肺军团菌。
链球菌是化脓性球菌的另一类常见的细菌,广泛存在于自然界和人及动物粪便和健康人鼻咽部。其中,肺炎链球菌为革兰染色阳性,菌体似矛头状,成双或成短链状排列的双球菌,有毒株菌体外有化学成分为多糖的荚膜,能够引起大叶性肺炎、脑膜炎、支气管炎等疾病。在本实施例中,链球菌为肺炎链球菌。
衣原体(chlamydia)是一组极小的,非运动性的,专在细胞内生长的微生物。其中,肺炎衣原体感染是由肺炎衣原体引起的感染性疾病,主要引起成人及青少年的非典型肺炎,亦可引起支气管炎、咽炎及扁桃体炎等急性呼吸道感染。在本实施例中,衣原体为肺炎衣原体。
支原体(mycoplasma)是一类没有细胞壁、高度多形性、能通过滤菌器、可用人工培养基培养增殖的最小原核细胞型微生物。其中,肺炎支原体(M.Pneumonia)是人类支原体肺炎的病原体。支原体肺炎的病理改变以间质性肺炎为主,有时并发支气管肺炎,称为原发性非典型性肺炎。在本实施例中,支原体为肺炎支原体。
具体地,如SEQ ID No.1所示的序列为:5’-CATGTCCAAAACCAAGGATCAAC-3’,如SEQID No.2所示的序列为:5’-TGGATGAAGATGGAGATTGTGATAG-3’;如SEQ ID No.4所示的序列为:5’-ATGGATTCCAACACTGTGTCAAGC-3’,如SEQ ID No.5所示的序列为:5’-TGAAACGAGAAAGTTCTTATCTCTTGC-3’;如SEQ ID No.7所示的序列为:5’-CTCAAAATCTGATACAGCTTAATCCAC-3’,如SEQ ID No.8所示的序列为:5’-CAGACCTTGTAGCTACATAGCAATAC-3’;如SEQ ID No.10所示的序列为:5’-TCCCAAGTGTGATCGTGCTATG-3’,如SEQ ID No.11所示的序列为:5’-GTGACAAAGGTTGAATCAACCTTATC-3’;如SEQ ID No.13所示的序列为:5’-TCACTCTTCGAGCGTCTTAATG-3’,如SEQ ID No.14所示的序列为:5’-ATTACTGTTTTGTGGAACAATATG-3’;如SEQ ID No.16所示的序列为:5’-TACCTACCCAGGAAAAGCCAAC-3’,如SEQ ID No.17所示的序列为:5’-CTCCCTTATTACCGTTCTTACGAAG-3’;如SEQ ID No.19所示的序列为:5’-AACCGTGTACTAAGTGATGCACTC-3’,如SEQ ID No.20所示的序列为:5’-GAATATATTAACGAATAAACTCTCTGC-3’;如SEQ ID No.22所示的序列为:5’-GGATTAAAGAATCCTATCATACCAG-3’,如SEQ ID No.23所示的序列为:5’-GTTTGATTTCTGGTTGACAGATG-3’;如SEQ ID No.25所示的序列为:5’-CATTAGTTCATGCTTAGTTATTC-3’,如SEQ ID No.26所示的序列为:5’-CGCGACATATTTGCCCCAGTTG-3’;如SEQ ID No.28所示的序列为:5’-CAGCCACCTATCGTCTTGCA-3’,如SEQ ID No.29所示的序列为:5’-GCTCTGTGTTGACTGAATACAGT-3’;如SEQ ID No.31所示的序列为:5’-CAGGATGCTTCGGAGTACCT-3’,如SEQ ID No.32所示的序列为:5’-ACTGTGGGGTTTCTAAACTTG-3’;如SEQ ID No.34所示的序列为:5’-GCACAGGTTTCCAGACAGAATG-3’,如SEQ ID No.35所示的序列为:5’-CCAGCCCTTGGAGTCACTTT-3’;如SEQ ID No.37所示的序列为:5’-CTACTGCTTGGCAAAAATGTTTAG-3’,如SEQ ID No.38所示的序列为:5’-GGCTTACCAGTAAAGTGAGCATTG-3’;如SEQ ID No.40所示的序列为:5’-TACTATTGTCTAAACACCAAGCGAAC-3’,如SEQ ID No.41所示的序列为:5’-GAAAAGTTATACCTGTAAATATTCCAG-3’;如SEQ ID No.43所示的序列为:5’-TGCAATTCGTGCGCCTGCTAAC-3’,如SEQ ID No.44所示的序列为:5’-TTCGGAACGCGGTGTGATAGTC-3’;如SEQ ID No.46所示的序列为:5’-CCGACGAAATTAATACCATCAG-3’,如SEQ ID No.47所示的序列为:5’-AAGTTAGAGCTAAGGGAATAGTGTTG-3’。
在其中一个实施例中,还包括与检测引物对对应的检测探针。其中,与A型RSV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.3所示的A型RSV病毒探针;与A型IFA病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.6所示的A型IFA病毒探针;与2型PIV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.9所示的2型PIV病毒探针;与HCoV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.12所示的HCoV病毒探针;与B型IFA病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.15所示的B型IFA病毒探针;与SASR病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.18所示的SASR病毒探针;与MPV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ IDNo.21所示的MPV病毒探针;与3型PIV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.24所示的3型PIV病毒探针;与B型RSV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.27所示的B型RSV病毒探针;与HBoV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.30所示的HBoV病毒探针;与ADV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.33所示的ADV病毒探针;与HRV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.36所示的HRV病毒探针;与军团杆菌引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.39所示的军团杆菌探针;与链球菌引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.42所示的链球菌探针;与衣原体引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.45所示的衣原体探针;及与支原体引物对对应的检测探针为序列如SEQ IDNo.48所示的支原体探针。检测探针上连接有荧光基团。
具体地,如SEQ ID No.3所示的序列为:5’-CCACCATACCAGCCTCAGCAACACCA-3’;如SEQ ID No.6所示的序列为:5’-CGCTTCACTATCTGCTTTCCCGCTC-3’;如SEQ ID No.9所示的序列为:5’-CTTTATCCCCTCAGCAACATCTCCCAAT-3’;如SEQ ID No.12所示的序列为:5’-CTTAACATAATAACAGCCACCACGCATAAC-3’;如SEQ ID No.15所示的序列为:5’-TTCCGTGACCAGTCTAATTGTCTCCCTC-3’;如SEQ ID No.18所示的序列为:5’-CTTCCACAGAGTCCCCGAAGCCAC-3’;如SEQ ID No.21所示的序列为:5’-CCATACTCAATGAACAAACTTCTGTAATAC-3’;如SEQ ID No.24所示的序列为:5’-TAAATCAACTAATATCTCCTCGGCCCTCA-3’;如SEQ ID No.27所示的序列为:5’-CAACTCATAGTTACATAAAACCCCAAGTATCAC-3’;如SEQ ID No.30所示的序列为:5’-CTGCTTCGAAGACCTCAGACCAAGAGATG-3’;如SEQ ID No.33所示的序列为:5’-TGCAGTTCGCCCGTGC-3’;如SEQ ID No.36所示的序列为:5’-TCCCCTTGTTATCTGTATTATCCTGTCTGA-3’;如SEQ ID No.39所示的序列为:5’-CTACCTGCATGGACGCAGCTCTCGC-3’;如SEQ ID No.42所示的序列为:5’-CTTGTTACATCTTAGTCCACGTTACTCACC-3’;如SEQ ID No.45所示的序列为:5’-CCAATCATCCGTTTAGGCGATTGTGTTC-3’;如SEQ ID No.48所示的序列为:5’-AATGTGCCCAACCGCGAAAAAGAAAGT-3’。
在其中一个实施例中,荧光基团为FAM、HEX、CY5、ROX或VIC。进一步地,荧光基团为FAM、HEX、CY5或ROX。需要说明的是,荧光基团不限于上述指出的荧光基团,也可以为其他荧光基团。
在其中一个实施例中,检测探针上连接有猝灭基团。进一步地,猝灭基团为MGB。猝灭基团不限于上述指出的猝灭基团,也可以为其他猝灭基团。
进一步地,检测探针的5’端连接有荧光基团,检测探针的3’端连接有猝灭基团。
在其中一个实施例中,检测引物对包括A型RSV病毒引物对、A型IFA病毒引物对、2型PIV病毒引物对、HCoV病毒引物对、B型IFA病毒引物对、SASR病毒引物对、MPV病毒引物对、3型PIV病毒引物对、B型RSV病毒引物对、HBoV病毒引物对、ADV病毒引物对、HRV病毒引物对、军团杆菌引物对、链球菌引物对、衣原体引物对及支原体引物对。检测引物对分为多组,同一组内的不同检测引物对对应的检测探针上连接的荧光基团不同。
进一步地,检测引物对分为四组。第一组包括A型RSV病毒引物对、A型IFA病毒引物对、2型PIV病毒引物对及HCoV病毒引物对。第二组包括B型IFA病毒引物对、SASR病毒引物对、MPV病毒引物对及3型PIV病毒引物对。第三组包括B型RSV病毒引物对、HBoV病毒引物对、ADV病毒引物对及HRV病毒引物对。第四组包括军团杆菌引物对、链球菌引物对、衣原体引物对及支原体引物对。
上述核酸组合物包括检测引物对,检测引物对包括如下引物对中的至少两种:A型RSV病毒引物对、A型IFA病毒引物对、2型PIV病毒引物对、HCoV病毒引物对、B型IFA病毒引物对、SASR病毒引物对、MPV病毒引物对、3型PIV病毒引物对、B型RSV病毒引物对、HBoV病毒引物对、ADV病毒引物对、HRV病毒引物对、军团杆菌引物对、链球菌引物对、衣原体引物对和支原体引物对,至少两种引物对相互配合,能够避免各引物之间的相互干扰,能够实现一次性即同时检测至少两种呼吸道病原体,检测敏感度高。经试验验证,上述核酸组合物能够对一管标本同时检测上述至少两种呼吸道病原体,节省检测时间,敏感度达88%以上。
上述核酸组合物能够同时检测至少两种呼吸道病原体,且具有检测敏感度较高,能够应用于制备微流控芯片或者检测装置。
如图1所示,因此,还提供一实施方式的检测装置10包括微流控芯片100。该微流控芯片100的检测敏感度较高且能够同时检测至少两种呼吸道病原体。
微流控芯片100是将生物和化学领域所涉及的基本操作单位集成在一块几平方厘米的芯片上,由微通道网络连接而成,能够极大地缩短样本处理了时间,并通过精密控制液体流动,实现低试剂损耗、低样本量。微流控技术具有高度自动化、高度集成化、消耗样本和试剂量少、污染小等优点。
请一并参阅图2~3,微流控芯片100包括壳体110和检测单元。检测单元收容于壳体110中。
壳体110为微流控芯片100的外壳。在其中一个实施例中,壳体110包括壳本体112和盖体114。壳本体112和盖体114相对设置,且围成收容腔。检测单元收容于收容腔中。
在图示实施例中,壳本体112大致为板状。检测单元收容于壳本体112中。盖体114大致为板状。盖体114盖设于壳本体112上,且围成收容腔。
进一步地,壳本体112和盖体114为密封连接。更进一步地,壳本体112和盖体114为可拆卸地固接且密封连接。在图示实施例中,壳本体112和盖体114密封粘接。需要说明的是,壳本体112和盖体114不限于上述连接方式,也可以为一体成型结构。
在其中一个实施例中,壳体110的材质为PDMS(聚二甲基硅氧烷)、PDMA(聚N,N-二甲基丙烯酰胺)或玻璃。进一步地,壳体110的材质为PDMS。
在其中一个实施例中,壳体110采用加工成型方法制备。进一步地,壳体110采用如下方法制备:模具注塑法、模具热压法、激光刻蚀法或软光刻蚀法等。进一步地,壳体110采用模具注塑法制备。采用模具注塑法加工制备,能够得到结构稳定、精密度高且成本低的微流控芯片100。需要说明的是,壳体110的制备方法不限于上述指出的方法,还可以为其他的常见的制备方法。
检测单元包括反应池120,反应池120内设有上述实施方式的核酸组合物。
在其中一个实施例中,反应池120为长方体形、正方体形或者圆柱体形。更进一步地,反应池120的体积为50μL~100μL。
在其中一个实施例中,反应池120的材质为亲水性材质。此种设置,使得能够促进反应池120中液体的流动性,以更好地控制反应池120内的反应。进一步地,反应池120的制备材料由基础材料经表面处理物进行表面处理得到。其中,基础材料为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,poly methyl methacrylate)、PDMS(聚二甲基硅氧烷,polydimethylsiloxane)或玻璃。表面处理物为SDS(十二烷基硫酸钠)、臭氧或者聚乙二醇。更进一步地,用紫外光照射基础材料3h,产生臭氧的将基础材料中的有机碳氧化成了二氧化碳,对基础材料表面进行改性,则生成了硅多氧体网状结构,得到反应池120的制备材料。
在其中一个实施例中,反应池120设置的核酸组合物中,每种病原体对应的引物对和检测探针的摩尔比为2:1~4:1。进一步地,核酸组合物中,每种病原体的上游引物的浓度为20nmol/L~60nmol/L,每种病原体的下游引物的浓度为20nmol/L~60nmol/L,每种病原体的探针的浓度为10nmol/L~40nmol/L。
在其中一个实施例中,反应池120还设置有PCR反应试剂。进一步地,PCR反应试剂包括PCR buffer、氯化镁、dNTPs、DNA聚合酶、反转录酶及荧光染料中的至少一种。进一步地,PCR反应试剂包括PCR buffer、氯化镁、dNTPs、DNA聚合酶、反转录酶。更进一步地,PCR反应试剂包括0.01M~0.02M的PCR buffer、15mmol/L~30mmol/L氯化镁、100μmol/L~200μmol/L的dNTPs、0.5U/μL~1.0U/μL的DNA聚合酶、0.5U/μL~3.0U/μL的反转录酶。
需要说明的是,反应池120中核酸组合物与PCR反应试剂之间的配比可以根据常规的PCR反应体系进行设置。
在其中一个实施例中,微流控芯片100还设置控温组件(图未示)。控温组件用于控制处理池140和反应池120的温度,以能够干燥处理池140,并能够向反应池120提供PCR反应所需的温度条件。
在其中一个实施例中,核酸组合物为干粉。PCR反应试剂为冻干粉。采用在反应池120中设置干粉状的试剂能够提高微流控芯片100的保存期和使用寿命。
进一步地,反应池120为至少两个。相邻两个反应池120间隔设置。每个反应池120设置有核酸组合物。且每个反应池120中的核酸组合物不同。同一个反应池120中检测探针的荧光基团不同。
在图示实施例中,反应池120为四个。四个反应池120间隔设置。每个反应池120设置有引物对和探针。A型RSV病毒、A型IFA病毒、2型PIV病毒及HCoV病毒对应的引物对和探针设置于同一反应池120中。B型IFA病毒、SASR病毒、MPV病毒、3型PIV病毒对应的引物对和探针设置于同一反应池120中。B型RSV病毒、HBoV病毒、ADV病毒及HRV病毒对应的引物对和探针设置于同一反应池120中。军团杆菌、链球菌、衣原体、支原体对应的引物对和探针设置于同一反应池120中。
进一步地,检测单元还包括与反应池120连通的储液池130。储液池130能够向反应池120输送溶剂,以溶解反应池120中的核酸组合物和PCR反应试剂。
在其中一个实施例中,溶剂为去离子水或纯水。
在其中一个实施例中,储液池130为长方体形、正方体形或者圆柱体形。进一步地,储液池130的体积为500μL~1000μL。
进一步地,检测单元还包括第一微通道132。第一微通道132两端分别连通反应池120和储液池130。在其中一个实施例中,第一微通道132为折线、曲线或直线。进一步地,第一微通道132的宽度为10μm~300μm,高度为10μm~200μm。更进一步地,第一微通道132的宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。具体地,第一微通道132为折线,宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。
进一步地,检测单元还包括第一微阀134。第一微阀134设置于第一微通道132上,以能够控制第一微通道132的开启和关闭,而控制第一微通道132中液体的流动。更进一步地,第一微阀134为电磁阀。
在图示实施例中,第一微通道132为一条。第一微通道132与四个反应池120连通,以能够向四个反应池120输送溶剂。第一微阀134为一个。
在其中一个实施例中,检测单元还设有驱动器(图未示)。驱动器收容于壳本体112中,且与反应池120连接。驱动器能够提供动力,以向各腔室中输送物体。进一步地,驱动器能够提供动力,以将储液池130中的液体经第一微通道132输送至反应池120中。更进一步地,驱动器为气泵。气泵能够提供净化的压缩气体,以避免动力气体在与试剂和样本接触过程中对试剂和样本产生干扰。
在本实施例中,驱动器为负压泵。驱动器为一个。
检测单元还包括处理池140。处理池140与反应池120间隔且连通。处理池140能够向反应池120中输送核酸。
在其中一个实施例中,处理池140为长方体形、正方体形或者圆柱体形。进一步地,处理池140的体积为200μL~400μL。
进一步地,检测单元还包括第二微通道142。第二微通道142两端分别连通处理池140和反应池120。在其中一个实施例中,第二微通道142为折线、曲线或直线。进一步地,第二微通道142的宽度为10μm~300μm,高度为10μm~200μm。更进一步地,第二微通道142的宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。具体地,第二微通道142为折线,宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。在本实施例中,驱动器能够提供动力,以使处理池140中的物体经第二微通道142输送至反应池120中。
进一步地,检测单元还包括第二微阀144。第二微阀144设置于第二微通道142上,以控制第二微通道142的开启和关闭,而控制第二微通道142中物体的流动。进一步地,第二微阀144为电磁阀。
在其中一个实施例中,处理池140为一个。处理池140与至少两个反应池120均连通,并且能够向至少两个反应池120输送核酸。通过设置一个处理池140与至少两个反应池120连通,使得同一份待测样品的核酸能够经处理池140转移至多个反应池120中进行不同项目的检测,使得能够同时对同一份样品中的多种病原体进行检测,更加节省检测时间。
在图示实施例中,处理池140为一个,处理池140与四个反应池120均连通,能够向四个反应池120输送核酸。第二微通道142包括一条第一支管1422和四条第二支管1424。第一支管1422的一端与处理池140连通,另一端与四条第二支管1424均连通。四个第二支管1424的另一端分别与四个反应池120连通。第二微阀144为五个。第一支管1422和每条第二支管1424均设置有第二微阀144,以控制每条第二微通道142。每条第二支管1424均与第一微通道132连通,以使能够溶剂能够通过第一微通道132流经每条第二支管1424而向每个反应池120输送溶剂。
检测单元还包括储物腔150。储物腔150与处理池140间隔且连接。储物腔150能够向处理池140输送吸附物,以使能够在处理池140中吸附核酸。
在其中一个实施例中,吸附物为磁微粒。进一步地,吸附物为超顺磁性核壳结构。吸附物的磁核为Fe3O4或γ-Fe3O4。吸附物的外壳为硅。吸附物的粒径为0.1μm~10μm。进一步地,吸附物的直径为0.5μm~10μm。更进一步地,吸附物的直径为0.5μm~5μm。具体地,吸附物为表面为硅基的顺磁性的Fe3O4磁微粒。吸附物的直径为0.5μm~5μm。需要说明的是,吸附物不限于为磁微粒,还可以为其他能够吸附核酸的吸附物。
进一步地,检测装置10还包括磁场发生器200。磁场发生器200能够向微流控芯片100提供磁场,以吸附吸附物。进一步地,磁场发生器200能够吸附物悬浮,以搅动含有吸附物的液体。磁场发生器200也可以通过吸附吸附物而使吸附物固定。磁场发生器200还可以移动,以携带吸附物在微流控芯片100中移动。在本实施例中,磁场发生器200为磁铁。需要说明的是,磁场发生器200不限于为磁铁,还可以为磁性线圈。
在其中一个实施例中,储物腔150还能够向处理池140输送裂解液。此种设置,使得能够采用裂解液将待测样品的病原体裂解,以释放核酸,且释放的核酸能够被吸附物吸附。
进一步地,裂解液包括0.045M~0.055M的Tris-HCl、0.015mg/mL~0.025mg/mL的蛋白酶K和18mM~22mM的EDTA,0.1%-0.15%SDS。此种设置能够有效地裂解病原体,以释放核酸,且能够保证核酸的完整性。更进一步地,裂解液包括0.05M的Tris-HCl、0.02mg/mL的蛋白酶K和20mM的EDTA,0.1%SDS。需要说明的是,若待测样品直接含有胞外的核酸,则储物腔150则不用向处理池140输送裂解液。
在其中一个实施例中,储物腔150为长方体形、正方体形或者圆柱体形。进一步地,储物腔150的体积为500μL~1000μL。
进一步地,检测单元还包括第三微通道152。第三微通道152两端分别连通处理池140和储物腔150。在其中一个实施例中,第三微通道152为折线、曲线或直线。进一步地,第三微通道152的宽度为10μm~300μm,高度为10μm~200μm。更进一步地,第三微通道152的宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。具体地,第三微通道152为折线,宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。
在本实施例中,储物腔150中的裂解液和吸附物能够在驱动器的作用下输送至处理池140中,并且处理池140中裂解待测样品后得到的废液能够在驱动器的作用下输送至储物腔150中。
进一步地,检测单元还包括第三微阀154。第三微阀154设置于第三微通道152上,以控制第三微通道152的开启和关闭,而控制第三微通道152中液体的流动。更进一步地,第三微阀154为电磁阀。
检测单元还包括洗液存储池160。洗液存储池160与处理池140间隔且连通。洗液存储池160能够向处理池140输送清洗液。通过洗液存储池160向处理池140中输送清洗液,既能够清洗处理池140,也能够清洗吸附有核酸的吸附物。
在其中一个实施例中,清洗液含有0.045M~0.055的Tris-HCl和0.1M~0.2M的NaCl。此种设置的清洗液能够较好地清洗吸附有核酸的吸附物,以保证后续检测的准确性。进一步地,清洗液含有0.05M的Tris-HCl和0.15M的NaCl。
在其中一个实施例中,洗液存储池160为长方体、正方体或者圆柱体。进一步地,洗液存储池160的体积为500μL~1000μL。
进一步地,检测单元还包括第四微通道162。第四微通道162两端分别连通处理池140和洗液存储池160。在其中一个实施例中,第四微通道162为折线、曲线或直线。进一步地,第四微通道162的宽度为10μm~300μm,高度为10μm~200μm。更进一步地,第四微通道162的宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。具体地,第四微通道162为折线,宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。
在本实施例中,洗液存储池160中的清洗液能够在驱动器的作用下经第四微通道162输送至处理池140中。
进一步地,检测单元还包括第四微阀164。第四微阀164设置于第四微通道162上,以能够控制第四微通道162的开启和关闭,而控制第四微通道162中液体的流动。更进一步地,第四微阀164为电磁阀。
壳体110设有加样口170。加样口170与处理池140相通。能够通过加样口170向处理池140中加入待测样品。进一步地,加样口170开设于盖体114上。进一步地,加样口170为孔状。在图示实施例中,加样口170为圆形孔。需要说明的是,加样口170不限于为圆形孔,还可以为其他形状的孔,例如方形孔。
进一步地,加样口170的孔径为3mm~8mm。更进一步地,加样口170的孔径为4mm~6mm。
进一步地,检测单元还包括第五微通道(图未示)。第五微通道的两端分别与加样口170、处理池140连通。在其中一个实施例中,第五微通道为折线、曲线或直线。进一步地,第五微通道的宽度为10μm~300μm,高度为10μm~200μm。更进一步地,第五微通道的宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。具体地,第五微通道为折线,宽度为50μm~100μm,高度为20μm~100μm。
在本实施例中,加样口170加入的待测样品能够在驱动器的作用下经第五微通道输送至处理池140中。
进一步地,检测单元还包括第五微阀(图未示)。第五微阀设置于第五微通道上,以控制第五微通道的开启和关闭,而控制第五微通道中液体的流动。更进一步地,第五微阀为电磁阀。
在其中一个实施例中,第一微通道132、第二微通道142、第三微通道152、第四微通道162、第五微通道中的至少一个的制备材料由基础材料经表面处理物进行表面处理得到。其中,基础材料为PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯,poly methyl methacrylate)、PDMS(聚二甲基硅氧烷,polydimethylsiloxane)或玻璃。表面处理物为SDS(十二烷基硫酸钠)、臭氧或者聚乙二醇。更进一步地,用紫外光照射基础材料3h,产生臭氧的将基础材料中的有机碳氧化成了二氧化碳,对基础材料表面进行改性,则生成了硅多氧体网状结构,得到上述微通道的制备材料。
在其中一个实施例中,微流控芯片100的组装过程如下:将核酸组合物和PCR反应试剂置于反应池120中;将含有吸附物的裂解液、清洗液、溶剂分别置于储物腔150、洗液存储池160、储液池130中;将壳本体112与盖体114固接,得到微流控芯片100。其中,固接的方式为胶水粘接。
在图示实施例中,检测单元为一个。需要说明的是,检测单元不限于为一个,还可以为多个。检测单元为多个时,多个检测单元均收容于壳体110中,且相邻的检测单元间隔设置。
检测装置10还包括样品处理器300。样品处理器300与加样口170连通。样品处理器300用于容置样品处理液,并能够向加样口170中输送含有待测样品的样品处理液。样品处理液用于稀释或分散待测样品。
进一步地,样本处理液包括0.045M~0.055M的Tris、质量百分含量为0.8%~1.2%的SDS、0.35M~0.45M的NaCl和18mM~22mM的EDTA。进一步地,样本处理液包括0.05MTris、质量百分含量为1%的SDS、0.4M的NaCl和20mM的EDTA。
检测装置10还包括固液分离组件400。固液分离组件400能够将含有待测样品的处理液进行固液分离,以得到清液。在本实施例中,固液分离组件400为离心机。需要说明的是,固液分离组件400不限于为离心机,还可以为其他固液分离组件,例如可以为过滤组件。
检测装置10还包括检测组件500。检测组件500能够检测反应池120中的荧光强度的变化,并根据荧光强度得到待测样品的扩增曲线和循环阈值(即Ct),从而对待测样品中的病原体进行定性检测。进一步地,检测组件500为荧光检测器。
检测装置10还包括分析组件600。分析组件600与检测组件500电连接。分析组件600能够接收检测组件500中的荧光强度信号,以分析该信号,而对待测样品中的病原体进行定量分析。
上述检测装置10的操作过程至少包括如下步骤:
将待测样品加入样品处理器300中,以使待测样品与样品处理液混合。开启驱动器,在驱动器的作用下,将含有待测样品的样品处理液输送至加样口170,并流入处理池140中。开启第三微阀154,储物腔150中含有吸附物的裂解液在驱动器的作用下流入处理池140中。开启磁场发生器200以使吸附有核酸的吸附物和裂解液混匀,而裂解对待测样品中的微生物以是否核酸,且使核酸吸附于吸附物上。
裂解结束后,开启磁场发生器200,以使吸附有核酸的吸附物固定于处理池140中。开启第四微阀164,洗液存储池160中的清洗液在驱动器的作用下输送至处理池140中,并调节磁场发生器200以吸附有核酸的吸附物,以对吸附有核酸的吸附物进行清洗。清洗结束后,关闭第四微阀164。调节驱动器,处理池140中的废液在驱动器的作用下输送至储物腔150中,关闭第三微阀154。需要说明的是,可以重复此步骤,以使较为彻底地清洗吸附有核酸的吸附物。
待清洗结束后,开启控温组件,以干燥处理池140中吸附有核酸的吸附物,其中,干燥温度为60℃~70℃。干燥后,向处理池140中输送清洗液,以稀释吸附有核酸的吸附物,得到含有吸附物的溶液。开启第一微阀134,在驱动器的作用下将储液池130中的溶剂输送至各反应池120中。开启各反应池120对应的第二微阀144,在驱动器的作用下将处理池140中含有吸附物的溶液输送至每个反应池120中。开启控温组件,以使反应池120中达到PCR反应温度,进行PCR反应。反应结束后,通过检测组件500检测反应池120中的荧光强度的变化,并根据荧光强度得到待测样品的扩增曲线和循环阈值(即Ct),以检测待测样本中是否存在上述病原体,从而对待测样品中的病原体进行定性检测。需要说明的是,还可以通过分析组件600接收检测组件500中的荧光强度信号,以分析该信号,而对待测样品中的病原体进行定量分析。
上述检测装置10包括微流控芯片100,微流控芯片100包括壳体110,壳体110内设有反应池120,反应池120设置有核酸组合物,核酸组合物包括引物对,病原体包括:RSV病毒、IFV病毒、PIV病毒、HCoV病毒、SARS病毒、MPV病毒、HBoV病毒、ADV病毒、HRV病毒、军团杆菌、链球菌、衣原体和支原体,能够通过将多种呼吸道病原体的引物对设置于反应池120中得到微流控芯片100,使得通过一块芯片即可检测多种呼吸道病原体,缩短检测时间,提高检测敏感度。经试验验证,通过上述微流控芯片100对待测样品检测的敏感度为88%以上。
一般地,呼吸道病原体的检测方法包括病毒分离培养、免疫学检验和PCR。病毒分离培养的诊断周期较长(2天~10天),诊断敏感度较低,不利于临床应用。免疫学检验包括胶体金法检测和ELISA。胶体金法检测是采用胶体金标记技术,将抗体与胶体金结合形成肉眼可见的复合物,通过免疫层析法进行检测。该方法的敏感度较低,并且受操作者影响较大,容易产生假阳性与假阴性。而ELISA是利用双抗体夹心法进行检测,在酶标板上设置抗体,与样本中的抗原结合后,与酶标记的抗体结合形成抗体-抗原-抗体偶合物,随后加入显色剂显色。该方法进行检测时样本之间容易交叉污染,出现假阳性结果,并且容易受到病毒变异影响而无法检测,出现假阴性结果。而PCR检测的通量较低,只能检测一种病毒,并且灵敏度和特异性均较低,容易出现二聚体。
上述检测装置10中的微流控芯片100将微流控技术和核酸分子检测技术结合,结构简单,操作方便,无交叉污染,且避免了核酸产生的气溶胶的影响,具有准确性高、灵敏度高、特异性强、诊断窗口期短、假阳性率和假阳性率低,填补了早期免疫检测窗口期的检测空白,为早期诊断、早期治疗提供了有效的帮助。
以下为具体实施例部分。
实施例中采用试剂和仪器如非特别说明,均为本领域常规选择。实施例中未注明具体条件的实验方法,通常按照常规条件,例如文献、书本中所述的条件或者试剂盒生产厂家推荐的方法实现。实施例中所使用的试剂均为市售。
如无特别说明,以下实施例中,DNA聚合酶为DNA Taq聚合酶,购于生工生物工程(上海)股份有限公司。反转录酶为RNase A/T1 Mix反转录酶,购于生工生物工程(上海)股份有限公司。
实施例1
提供检测装置,其结构如图1所示。检测装置包括样品处理器、固液分离组件、微流控芯片和检测组件。
其中,样品处理器设置有样本处理液,样本处理液包括0.05MTris、质量百分含量为1%的SDS、0.4M的NaCl和20mM的EDTA。
固液分离组件为离心机。
微流控芯片的结构如2所示。微流控芯片中:
处理池容置有含有吸附物的裂解液,吸附物为携带硅基的磁微粒(购于西宝生物科技(上海)股份有限公司),裂解液包括0.05M的Tris-HCl、0.02mg/mL的蛋白酶K和20mM的EDTA,0.1%SDS;
洗液存储池容置有清洗液,清洗液含有0.05M的Tris-HCl和0.15M的NaCl;
反应池为四个,四个反应池分别编号为1、2、3、4,每个反应池中均设置有核酸组合物和PCR反应试剂;其中,核酸组合物详见表1,PCR反应试剂包括PCRbuffer(包括0.02mol/L、pH8.9的Tris-HCl,0.04mol/L、质量百分含量为0.02%的Gelatin(即凝胶),质量百分含量为0.2%的Tritonx-100)、氯化镁、dNTPs及混合酶,混合酶包括0.75U/μL的DNA聚合酶(货号为B600001)和0.5U/μL反转录酶(货号为B300070)。
检测组件为荧光检测器。
表1微流控芯片中各反应池中设置的核酸组合物
实施例2
1、提供待测样品。待测样品含有1×103FPU的A型RSV病毒、1.5×103FPU的A型IFA病毒、5×103FPU的2型PIV病毒、3×103FPU的HCoV病毒、1×103FPU的B型IFA病毒、3×103FPU的SASR病毒、3.6×103FPU的MPV病毒、1×103FPU的3型PIV病毒、4×103FPU的B型RSV病毒、2.5×103FPU的HBoV病毒、4×103FPU的ADV病毒、2.5×103FPU的HRV病毒、5×103CFU的军团杆菌、4×103CFU的肺炎链球菌、1.5×103CCU的肺炎衣原体、2.5×103CCU的肺炎支原体。
2、采用样品处理液将待测样品分别稀释0倍、5倍、10倍,得到编号为1、2、3的待测液。采用实施例1的检测装置对每份待测液进行检测,具体步骤如下:
(1)将200μL的待测液加入至加样口流入处理池中。开启第三微阀,储物腔中含有吸附物的裂解液在驱动器的作用下流入处理池中。开启磁场发生器以使待测液、吸附物和裂解液混匀,以对待测液中的病原体进行裂解,以使核酸释放而吸附于吸附物上,得到吸附有核酸的吸附物。含有吸附物的裂解液与待测液的体积比为3:1。裂解时间为30min。
(2)裂解结束后,开启磁场发生器,以使吸附有核酸的吸附物固定于处理池中。开启第四微阀,洗液存储池中的清洗液在驱动器的作用下输送至处理池中,并调节磁场发生器以吸附有核酸的吸附物和清洗液混匀,以对吸附有核酸的吸附物进行清洗。清洗结束后,关闭第四微阀。调节驱动器,处理池中的废液在驱动器的作用下输送至储物腔中,关闭第三微阀。重复清洗两次。
(3)清洗结束后,开启控温组件,以干燥处理池中吸附有核酸的吸附物,干燥温度为65℃。干燥后,向处理池中输送150μL的清洗液,以稀释吸附有核酸的吸附物,得到含有吸附物的溶液。开启第一微阀,在驱动器的作用下将储液池中的纯水输送至各反应池中,以得到PCR反应体系,PCR反应体系详见表2。
(4)开启各反应池对应的第二微阀,在驱动器的作用下将处理池中含有吸附物的溶液输送至每个反应池中。开启控温组件,以使每个反应池中达到PCR反应温度,进行PCR反应,PCR反应的程序如表3所示。
(5)反应结束后,通过检测组件检测每个反应池中的荧光强度的变化,并根据荧光强度得到待测样品的扩增曲线和循环阈值(即Ct),以检测待测样本中是否存在上述病原体,从而对待测样品中的病原体进行定性检测。其中,是否有病原体的判断标准为:扩增曲线为S形,且Ct值为23~30,则检出该病原体。测定结果详见表4。表4中“+”表示检出该病原体,“-”表示未检出该病原体。
3、按照步骤2的操作,采用1号对比微流控芯片、2号对比微流控芯片、3号对比微流控芯片及4号对比微流控芯片分别对1号待测液进行检测。测定结果详见表4。
其中,1号对比微流控芯片与实施例1的微流控芯片大致相同,不同之处在于,A型RSV病毒引物对中上游引物的序列为:5’-CTGGTCACGTAAAGTCG-3’(即SEQ ID No.49);并且,含有该上游引物的A型RSV病毒引物对单独对1号待测液进行检测时的扩增曲线为S形,且Ct值为24。
2号对比微流控芯片与实施例1的微流控芯片大致相同,不同之处在于,B型IFA病毒引物对中下游引物的序列为:5’-CGAAATTTGCCCGTGATT-3’(即SEQ ID No.50);并且,含有该下游引物的B型IFA病毒引物对单独对1号待测液进行检测时的扩增曲线为S形,且Ct值为28。
3号对比微流控芯片与实施例1的微流控芯片大致相同,不同之处在于,HBoV病毒引物对中上游引物的序列为:5’-GATTCGTGGTAATGCCTG-3’(即SEQ ID No.51);并且,含有该上游引物的HBoV病毒引物对单独对1号待测液进行检测时的扩增曲线为S形,且Ct值为26。
4号对比微流控芯片与实施例1的微流控芯片大致相同,不同之处在于,链球菌引物对中下游引物的序列为:5’-CTGGGTGACCCGTTACTGGTCCGTG-3’(即SEQ ID No.52);并且,含有该下游引物的链球菌引物对单独对1号待测液进行检测时的扩增曲线为S形,且Ct值为25。
表2每个反应池的PCR反应体系
PCR buffer | 0.02mol/L |
氯化镁 | 20mmol/L |
每种病原体的上游引物 | 40nmol/L |
每种病原体的下游引物 | 40nmol/L |
混合酶 | 1.25U/μL |
dNTPs | 200μmol/L |
每种病原体的探针 | 20nmol/L |
待测液 | 20mol/L |
总体积 | 25μL |
表3每个反应池的PCR反应程序
其中,表3中,“/”表示PCR反应过程结束后将温度冷却至35℃的过程。“曲线分析,45℃~75℃,0.2℃/s”是指将反应温度从45℃以每秒升高0.2℃的速度升高至75℃,在升温的过程中得到对应的溶解曲线。
具体地,PCR反应的过程为:引物与模板DNA结合;正向扩增;反向扩增;限制性内切酶可以特异性识别切割双链PCR产物5’端,以使淬灭荧光基团脱离,而产生实时荧光信号。
表4对每份待测样品的检测结果
从表4可以看出,上述微流控芯片能够检测待测样品中的上述16种病原体,且将待测样品稀释10倍后,仍然能够检出上述16种病原体,检测的灵敏度较高。
其中,1号对比微流控芯片未能检测A型RSV病毒、A型IFA病毒、2型PIV病毒和HCoV病毒,说明序列如SEQ ID No.49所示的引物与该反应池中的其他引物和探针产生干扰,导致该反应池未能检测上述四种病原体。2号对比微流控芯片未能检测SASR病毒和3型PIV病毒,说明序列如SEQ ID No.50所示的引物与该反应池中的其他引物和探针产生干扰,导致该反应池未能检测上述两种病原体。3号对比微流控芯片未能检测SB型RSV病毒、HBoV病毒、ADV病毒和HRV病毒,说明序列如SEQ ID No.51所示的引物与该反应池中的其他引物和探针产生干扰,导致该反应池未能检测上述四种病原体。4号对比微流控芯片未能检测军团杆菌、链球菌和衣原体,说明序列如SEQ ID No.52所示的引物与该反应池中的其他引物和探针产生干扰,导致该反应池未能检测上述三种病原体。
实施例3
1、采取126位志愿者的咽拭子样本。采用实施例1的检测装置对咽拭子样本进行检测。具体步骤如下:
(1)将每份咽拭子样本分别放入样本处理器中,样本处理器中含有200μL的样本处理液。震荡混匀10min,在8000rpm离心2min,收集上清液,即为待测液。
(2)按照实施例2的步骤(1)~(5)对每份咽拭子样本的待测液进行检测,即实验组。
同时,以病原体分离培养对待测液进行检测,即对照组。同时,计算敏感度、特异性、假阳性率和和假阴性率。检测结果详见表5。
其中,敏感度=检测结果为阳性的样本数/携带病原体的总样本数;
特异性=检测结果为阴性的样本数/未携带病原体的总样本数;
假阳性率=检测结果为假阳性的样本数/未携带病原体的总样本数;
假阴性率=检测结果为假阴性的样本数/携带病原体的总样本数。
表5 126例咽拭子的检测结果
实验组 | 对照组 | |
敏感度 | 90% | 89% |
特异性 | 93% | 95% |
假阳性率 | 7% | 5% |
假阴性率 | 12% | 11% |
从表5可以看出,上述实施方式的微流控芯片的敏感度为90%,特异性为93%,假阳性率7%,假阴性率为12%,能够满足实际检测需求。
综上所述,上述实施方式的微流控芯片能够同时检测上述16种呼吸道病原体,上述核酸组合物之间没有交叉污染,操作简单、方便、快速,灵敏度、敏感度和特异性均较高,假阳性率和假阴性率较低,对临床上呼吸道病原体的检测具有重要的指导作用。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
序列表
<110> 深圳市亚辉龙生物科技股份有限公司
<120> 核酸组合物、检测单元、微流控芯片及检测装置
<160> 52
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 1
catgtccaaa accaaggatc aac 23
<210> 2
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 2
tggatgaaga tggagattgt gatag 25
<210> 3
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 3
ccaccatacc agcctcagca acacca 26
<210> 4
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 4
atggattcca acactgtgtc aagc 24
<210> 5
<211> 27
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 5
tgaaacgaga aagttcttat ctcttgc 27
<210> 6
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 6
cgcttcacta tctgctttcc cgctc 25
<210> 7
<211> 27
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 7
ctcaaaatct gatacagctt aatccac 27
<210> 8
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 8
cagaccttgt agctacatag caatac 26
<210> 9
<211> 28
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 9
ctttatcccc tcagcaacat ctcccaat 28
<210> 10
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 10
tcccaagtgt gatcgtgcta tg 22
<210> 11
<211> 26
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 11
gtgacaaagg ttgaatcaac cttatc 26
<210> 12
<211> 30
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 12
cttaacataa taacagccac cacgcataac 30
<210> 13
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 13
tcactcttcg agcgtcttaa tg 22
<210> 14
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 14
attactgttt tgtggaacaa tatg 24
<210> 15
<211> 28
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 15
ttccgtgacc agtctaattg tctccctc 28
<210> 16
<211> 22
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 16
tacctaccca ggaaaagcca ac 22
<210> 17
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 17
ctcccttatt accgttctta cgaag 25
<210> 18
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 18
cttccacaga gtccccgaag ccac 24
<210> 19
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 19
aaccgtgtac taagtgatgc actc 24
<210> 20
<211> 27
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 20
gaatatatta acgaataaac tctctgc 27
<210> 21
<211> 30
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 21
ccatactcaa tgaacaaact tctgtaatac 30
<210> 22
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 22
ggattaaaga atcctatcat accag 25
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<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 23
gtttgatttc tggttgacag atg 23
<210> 24
<211> 29
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 24
taaatcaact aatatctcct cggccctca 29
<210> 25
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 25
cattagttca tgcttagtta ttc 23
<210> 26
<211> 22
<212> DNA
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<400> 26
cgcgacatat ttgccccagt tg 22
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<211> 33
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 27
caactcatag ttacataaaa ccccaagtat cac 33
<210> 28
<211> 20
<212> DNA
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cagccaccta tcgtcttgca 20
<210> 29
<211> 23
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 29
gctctgtgtt gactgaatac agt 23
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<211> 29
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 30
ctgcttcgaa gacctcagac caagagatg 29
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 31
caggatgctt cggagtacct 20
<210> 32
<211> 21
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 32
actgtggggt ttctaaactt g 21
<210> 33
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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tgcagttcgc ccgtgc 16
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 34
gcacaggttt ccagacagaa tg 22
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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ccagcccttg gagtcacttt 20
<210> 36
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<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 36
tccccttgtt atctgtatta tcctgtctga 30
<210> 37
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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ctactgcttg gcaaaaatgt ttag 24
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<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 38
ggcttaccag taaagtgagc attg 24
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 39
ctacctgcat ggacgcagct ctcgc 25
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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tactattgtc taaacaccaa gcgaac 26
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<212> DNA
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gaaaagttat acctgtaaat attccag 27
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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cttgttacat cttagtccac gttactcacc 30
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 43
tgcaattcgt gcgcctgcta ac 22
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 44
ttcggaacgc ggtgtgatag tc 22
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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ccaatcatcc gtttaggcga ttgtgttc 28
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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ccgacgaaat taataccatc ag 22
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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aagttagagc taagggaata gtgttg 26
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
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aatgtgccca accgcgaaaa agaaagt 27
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ctggtcacgt aaagtcg 17
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<212> DNA
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<400> 50
cgaaatttgc ccgtgatt 18
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<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 51
gattcgtggt aatgcctg 18
<210> 52
<211> 25
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial sequence )
<400> 52
ctgggtgacc cgttactggt ccgtg 25
Claims (7)
1.一种检测单元,其特征在于,包括反应池,所述反应池内设有核酸组合物;
还包括处理池,所述处理池与所述反应池间隔且连通,所述处理池用于存储待测样品,且能够向所述反应池中输送所述待测样品中的核酸;
所述核酸组合物包括检测引物对;
所述检测引物对包括如下引物对:
序列如SEQ ID No.1及SEQ ID No.2所示的A型RSV病毒引物对;序列如SEQ ID No.4及SEQ ID No.5所示的A型IFA病毒引物对;序列如SEQ ID No.7及SEQ ID No.8所示的2型PIV病毒引物对;序列如SEQ ID No.10及SEQ IDNo.11所示的HCoV病毒引物对;序列如SEQ IDNo.13及SEQ ID No.14所示的B型IFA病毒引物对;序列如SEQ ID No.16及SEQ ID No.17所示的SASR病毒引物对;序列如SEQ ID No.19及SEQ ID No.20所示的MPV病毒引物对;序列如SEQ ID No.22及SEQ ID No.23所示的3型PIV病毒引物对;序列如SEQ IDNo.25及SEQ IDNo.26所示的B型RSV病毒引物对;序列如SEQ ID No.28及SEQ ID No.29所示的HBoV病毒引物对;序列如SEQ ID No.31及SEQ ID No.32所示的ADV病毒引物对;序列如SEQ ID No.34及SEQ ID No.35所示的HRV病毒引物对;序列如SEQ ID No.37及SEQ ID No.38所示的军团杆菌引物对;序列如SEQ ID No.40及SEQ ID No.41所示的链球菌引物对;序列如SEQ IDNo.43及SEQ ID No.44所示的衣原体引物对;及序列如SEQ ID No.46及SEQ ID No.47所示的支原体引物对;
所述核酸组合物还包括与所述检测引物对对应的检测探针,其中,与所述A型RSV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.3所示的A型RSV病毒探针;与所述A型IFA病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.6所示的A型IFA病毒探针;与所述2型PIV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.9所示的2型PIV病毒探针;与所述HCoV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.12所示的HCoV病毒探针;与所述B型IFA病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.15所示的B型IFA病毒探针;与所述SASR病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.18所示的SASR病毒探针;与所述MPV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.21所示的MPV病毒探针;与所述3型PIV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.24所示的3型PIV病毒探针;与所述B型RSV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.27所示的B型RSV病毒探针;与所述HBoV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.30所示的HBoV病毒探针;与所述ADV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.33所示的ADV病毒探针;与所述HRV病毒引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.36所示的HRV病毒探针;与所述军团杆菌引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.39所示的军团杆菌探针;与所述链球菌引物对对应的检测探针为序列如SEQ IDNo.42所示的链球菌探针;与所述衣原体引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.45所示的衣原体探针;及与所述支原体引物对对应的检测探针为序列如SEQ ID No.48所示的支原体探针;
所述反应池为四个,所述A型RSV病毒引物对、所述A型IFA病毒引物对、所述2型PIV病毒引物对及所述HCoV病毒引物对设置于同一所述反应池中;所述B型IFA病毒引物对、所述SASR病毒引物对、所述MPV病毒引物对及所述3型PIV病毒引物对设置于同一所述反应池中;所述B型RSV病毒引物对、所述HBoV病毒引物对、所述ADV病毒引物对及所述HRV病毒引物对设置于同一所述反应池中;所述军团杆菌引物对、所述链球菌引物对、所述衣原体引物对及所述支原体引物对设置于同一所述反应池中。
2.根据权利要求1所述的检测单元,其特征在于,所述核酸组合物为干粉,所述检测单元还包括与所述反应池连通的储液池,所述储液池能够向所述反应池输送溶剂,以溶解所述反应池中的核酸组合物。
3.根据权利要求2所述的检测单元,其特征在于,
所述检测单元还包括储物腔,所述储物腔与所述处理池连通,所述储物腔能够向所述处理池输送吸附物,所述吸附物用于吸附所述核酸;
及/或,所述检测单元还包括洗液存储池,所述洗液存储池与所述处理池连通,所述洗液存储池能够向所述处理池输送清洗液。
4.根据权利要求3所述的检测单元,其特征在于,所述处理池为一个,所述处理池与各所述反应池均连通,并且能够向各所述反应池输送所述核酸。
5.一种微流控芯片,其特征在于,包括权利要求1-4任一项所述的检测单元。
6.根据权利要求5所述的微流控芯片,其特征在于,还包括壳体,所述检测单元收容于所述壳体中;
进一步地,所述壳体设有加样口,所述加样口与所述处理池相通;
进一步地,所述壳体包括壳本体和盖体,所述壳本体和所述盖体相对设置且围成收容腔,所述检测单元收容于所述收容腔中,所述加样口设于所述盖体上;
进一步地,所述检测单元为多个,多个所述检测单元间隔设置。
7.一种检测装置,其特征在于,包括:
或者,权利要求1~4任一项所述的检测单元;
或者,权利要求5~6任一项所述的微流控芯片。
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