CN111926109B - 非洲猪瘟病毒荧光热对流pcr扩增引物对、探针引物、及制备的试剂盒 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测试剂盒，其中，该试剂盒包含一对检测引物和一条探针引物；该检测引物的上游引物如SEQ ID NO.1所示，该检测引物的下游引物如SEQ ID NO.2所示，该探针引物如SEQ ID NO.3所示；该探针引物标记荧光素。本发明试剂盒使用的检测扩增引物对和探针引物能特异性地高灵敏度地检测非洲猪瘟病毒，其检测的DNA含量下限可达1×10^‑7ng/μl。

Description

非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR扩增引物对、探针引物、及制备 的试剂盒

技术领域

本发明属于单个光脉冲或光脉冲序列的特性领域，具体涉及荧光热对流PCR检测，特别涉及一种非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测引物、探针引物、试剂盒。

背景技术

非洲猪瘟(African swine fever，ASF)是由非洲猪瘟病毒(African swine fevervirus，ASFV)引起的猪的一种烈性、高度接触性传染病。非洲猪瘟病毒是一种有囊膜的单分子线状双链DNA病毒，其基因组长约170kb～193kb。ASF具有高发病率、高死亡率等特点，一旦发生，经济损失巨大；目前缺乏有效疫苗和特异性治疗手段，使ASF成为目前危害养猪业的最严重疫病之一。目前对ASF的控制只能依赖快速诊断、对发病动物的捕杀，以及采取有效的检疫措施和严格的卫生措施。

目前，ASF在我国首次爆发，国内多个地区流行，疫情持续扩大。ASFV在我国缺乏有效疫苗和快速病原检测技术，是疫病精确监测和控制存在的重要问题。因此，利用新型病原学检测技术，建立快速简便现场检测方法用于ASF病原快速、即时鉴定是有效、精准防控疫情的技术关键。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种一种非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测试剂盒，其中，所述试剂盒包含一对检测引物和一条探针引物；所述检测引物的上游引物如SEQ ID NO.1所示，所述检测引物的下游引物如SEQ ID NO.2所示，所述探针引物如SEQ ID NO.3所示；所述探针引物标记有荧光素。

本发明所述的非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测扩增引物对和探针引物能特异性检测到非洲猪瘟病毒，灵敏度高，其检测的DNA含量下限可达1×10^-7ng/μl，在特定条件下甚至可达1×10^-8ng/μl。

作为本发明的一种实施方式，本发明的试剂盒中，所述标记荧光素选自FAM(羧基荧光素)、VIC、HEX、JOE、NED、TAMRA、CY3、ROX或CY5。

作为本发明的一种实施方式，本发明的试剂盒中，所述试剂盒还包括Taq DNA聚合酶，5×反应缓冲液，dNTPs，ddH₂O；优选地，Taq DNA聚合酶浓度为5U/μl，5×反应缓冲液浓度为5×Tris-HCl，浓度为50mM，dNTPs浓度为2.5mM，上游引物浓度为10μΜ，下游引物浓度为10μΜ，探针引物浓度为5μΜ。

作为本发明的一种实施方式，本发明的试剂盒中，所述试剂盒还包括酶混合液，所述酶混合液由Taq DNA聚合酶、Tris-HCl、EDTA、DTT、甘油和Tween-20组成，Taq DNA聚合酶、Tris-HCl、EDTA、DTT、甘油和Tween-20含量分别为0.5U/μl、25mM、0.05mM、0.05mM、40％V/V、0.2％V/V。

作为本发明的一种实施方式，本发明的试剂盒中，所述试剂盒还包括PCR反应液，所述PCR反应液由所述非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测扩增引物对和探针引物、反应缓冲液、dNTPs和ddH₂O按6:10:5:19的体积比混合组成，其中，所述检测引物中的上游引物、下游引物和探针引物以1:1:1体积比混合；所述扩增引物对浓度为5μM，探针引物浓度为2μM，所述反应缓冲液为5×Tris-HCl(pH8.3)，浓度为50mM，dNTPs浓度为1.5mM。建立多组分微量组合工艺技术，将试剂盒原有多种化学试剂成分组配至2类，合并酶反应试剂，优化各组分比例；合并PCR反应液，优化各组分比例；本工艺技术意外发现酶活性增强，提高了试剂盒灵敏度。

由于本发明荧光热对流PCR检测扩增引物对和探针引物具有特异性强、敏感性高的特点，包含本发明引物对的试剂盒灵敏、便捷、特异性强、敏感性高、可靠性好，显著缩短核酸扩增与检测时间，只需一次检测便能准确判定样本是否含有非洲猪瘟病毒，也可以同时进行大批量的样本分析；同时携带方便，操作简便，可用于现场检测，为非洲猪瘟病毒疫情的监测、防控提供有力的技术支持。

作为本发明的一种实施方式，本发明的试剂盒中，所述试剂盒还包括阳性对照和阴性对照；优选地，所述阳性对照为含有所述扩增引物对扩增的P72基因片段的重组质粒，所述阴性对照为蒸馏水。

作为本发明的一种实施方式，本发明的试剂盒中，所述试剂盒还包括提取待测样品中非洲猪瘟病毒DNA模板的试剂。

作为本发明的一种实施方式，所述试剂盒使用的PCR反应体系为50μl，由酶混合液5μl、PCR反应液40μl和待测DNA模板5μl组成。

本发明还提供一种非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR扩增反应条件：上加热器58℃，下加热器95℃，反应时间25分钟。

作为本发明的一种优选实施方式，所述待测样品为血清样品可直接作为模板进行PCR扩增，无需处理。

本发明还提供一种非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测的检测扩增引物对和探针引物，其中，所述检测引物的上游引物如SEQ ID NO.1所示，所述检测引物的下游引物如SEQID NO.2所示；所述探针引物如SEQ ID NO.3所示，所述探针引物标记荧光素。

作为本发明的一种实施方式，所述标记荧光素选自FAM(羧基荧光素)、VIC、HEX、JOE、NED、TAMRA、CY3、ROX或CY5。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明。

荧光素介绍：

FAM：羧基荧光素，Carboxyfluorescein，是荧光素衍生物的一种，广泛存在于荧光标记试剂盒，也适用于Argon-ion Laser的488nm光谱线，Abs/Em＝492/518nm(pH＝9.0)，具有荧光素衍生物的普遍特性，在水中稳定。

VIC：绿色荧光蛋白，Greenfluorescent protein，GFP，是源于海洋生物多管水母属(Aequoria Victoria)的一种发光蛋白。

HEX：六氯荧光素，Hexachloro fluorescein，是荧光素衍生物的一种。适用于Argon-ion Laser激发光源，Abs/Em＝535/556nm。

JOE：羧基-4',5'-二氯-2',7'-二甲氧基荧光素，Carboxy-4',5'-dichloro-2'，JOE荧光产量高，pH敏感性弱，适合于标记蛋白。

TAMRA：全称羧基四甲基罗丹明，即Carboxytetramethylrhodamine，是罗丹明类荧光素衍生物，TAMRA是少数几个能用于标记蛋白的。

ROX：5-和6-羧基-X-罗丹明，校正染料。

Cy3或Cy5，Modification，是新的荧光分子，具有较好的光稳定性、高水溶性和高荧光效率。它们的激发光谱和发射光谱峰值分别为548/562nm与646/664nm。Cy3和Cy5的分子结构和分子量都非常相似，但两者之间的光谱却分得很开，因此，Cy3和Cy5常被用于很多双色实验中，如被广泛应用于基因芯片和蛋白质芯片领域。

NED：2’-氯-5’-氟-7’，8’-苯-1,4-二氯-6-羧基荧光素。

以上荧光素检测时所对应的检测通道是本发明在实验过程中所用CP-08A仪器所对应的检测通道，本领域技术人员在重复本发明的过程中，所用仪器不同有可能荧光素所对应的通道不同。

荧光热对流PCR主要是将装有PCR混合液的试管底部埋置于热水中，试管的其余部分则暴露在室温空气中而可散热，使PCR混合液底部至表面呈渐减的温度梯度，以诱发热对流，使PCR混合液经历不同温度区段而进行不同的反应步骤。

下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。

本发明实施例中所用到的化学试剂均为分析纯，购自国药集团。本发明所述的实验方法，若无特殊说明，均为常规方法；所述的生物材料，若无特殊说明，均可从商业途径获得。

实施例1非洲猪瘟病毒的引物与探针引物设计

本发明的一对扩增引物，一条探针引物见序列表1。

表1用于非洲猪瘟病毒荧光热对流的引物和探针引物

名称	序列	SEQ ID NO.
			上游引物	5’-GCAACGTATCTGGACATAAGACG-3’	1
下游引物	5’-TAATCCAGAGCGCAAGAGGG-3’	2
			探针引物	5’-CTGTAATGGACCTCAAACCCCTA-3’	3

非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR方法的反应体系见表2。

表2非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR方法的反应体系

组分	体积(μl)
		5U/μl Taq DNA聚合酶	2
5×反应缓冲液50mM(5×Tris-HCl)	10
		2.5mM dNTPs	5
上游引物10μΜ	2
		下游引物10μΜ	2
荧光探针5μΜ	2
		DNA模板	5
ddH<sub>2</sub>O	22

非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR扩增反应条件：上加热器58℃，下加热器95℃，反应时间25分钟。

实施例2非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测方法的优化

1、非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR方法的反应体系

商品化5U/μl Taq酶在50μl反应体系中一般添加2μl，终浓度为0.2U/μl，本实施例在进一步降低Taq酶终浓度的条件下，通过建立多组分微量组合工艺技术，将试剂盒原有多种化学试剂成分组配成2类，制备特定的酶混合液和PCR反应液，来实现试剂盒检测条件的进一步优化，大大提高了敏感性和特异性。经过优化，非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR方法的反应体系见表3。酶混合液在50μl反应体系中一般添加5μl，终浓度为0.05U/μl。

表3优化后的非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR反应体系

2、结果描述及判定

阳性对照检测为阳性，阴性对照检测为阴性，需在实验中同时成立，否则本次实验无效，需重新检测。仪器在反应结束时会自动提示样品的检测结果，被检测样品在仪器对应孔检测结果若显示为“阳性”则判断为反应阳性，若显示为“阴性”则判断为反应阴性。

试验对猪瘟病毒(CSFV)、猪繁殖与呼吸综合征病毒(PRRSV)、日本乙型脑炎病毒(JEV)、猪伪狂犬病毒(PRV)和猪细小病毒(PPV)进行扩增，结果只有非洲猪瘟病毒得到特异性的扩增。

实施例3 PCR检测试剂盒敏感性和特异性比较试验

按照实施例1条件优化前组分组装非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR试剂盒1，实施例2条件优化后组分组装非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR试剂盒2。比较两个试剂盒的敏感性和特异性。

将非洲猪瘟病毒DNA模板连续10倍稀释后，试剂盒1和试剂盒2分别按照优化前、优化后条件进行PCR敏感性试验，同时用核酸蛋白测定仪测定所有的DNA模板量。

DNA模板浓度分别为1×10^-10ng/μl、1×10^-9ng/μl、1×10^-8ng/μl、1×10^-7ng/μl、1×10^-6ng/μl、1×10^-5ng/μl、1×10^-4ng/μl、1×10^-3ng/μl、1×10^-2ng/μl、1×10^-1ng/μl。结果显示，试剂盒1敏感度最低可达1×10^-6ng/μl，试剂盒2敏感度最低可达1×10^-8ng/μl。表明，本发明筛选的引物具有很高的敏感性，条件优化后进一步提高了试剂盒的敏感性。

使用试剂盒1和试剂盒2分别按照优化前、优化后条件对猪蓝耳病病毒、猪伪狂犬病病毒、猪瘟病毒、猪副流感病毒、猪细小病毒、猪轮状病毒、猪传染性胃肠炎病毒及非洲猪瘟病毒阴性猪肺脏、淋巴结、扁桃体进行特异性试验，结果显示，非洲猪瘟病毒检测结果为阴性。实验结果证实，本申请的试剂盒具有相当高的特异性。

实施例4疑似非洲猪瘟病料样品检测比较

取采自不同地区临床发病猪场的疑似病猪的组织样品，包括猪肝脏8份、肺脏10份、肾脏5份、淋巴结7份、脾脏9份、流产胎儿5份，使用试剂盒1和试剂盒2分别按照优化前、优化后条件进行非洲猪瘟病毒野毒检测。检测结果见表4。

表4临床疑似非洲猪瘟病毒感染猪样品的检测

结果表明，在44份病料中，试剂盒1检出20份非洲猪瘟阳性病料，检出率为45.5％；试剂盒2同样能检出试剂盒1所检出的阳性病料，二者符合率达100％；试剂盒2检出31份非洲猪瘟阳性病料，检出率为70.5％，比试剂盒1的检出率高25.0％；试剂盒2检出阳性而试剂盒1未检出的病料病毒含量均较少，通过用核酸蛋白测定仪测定DNA模板量为1×10^-7ng/μl～1×10^-8ng/μl。条件优化后的试剂盒2检测敏感性明显高于试剂盒1，能检测出病毒含量较低的病料，而同样对于阴性样品均不能检测出。且本发明试剂盒对不同地域来源的疑似非洲猪瘟病毒感染样品均能准确检测。

实施例5试剂盒的临床应用

抽样采取不同地区未发生临床症状猪场的血清样品42份，使用试剂盒1按照优化前条件进行非洲猪瘟野毒检测，同时，使用试剂盒2按照优化后条件进行非洲猪瘟野毒检测复核。检测结果见表5。

表5试剂盒临床应用非洲猪瘟检测结果

结果表明，在42份血清中，试剂盒1检出11份非洲猪瘟病毒阳性样品，检出率为26.2％；试剂盒2同样能检出试剂盒1所检出的阳性样品，符合率达100％；试剂盒2检出22份非洲猪瘟病毒阳性样品，检出率为52.4％，比试剂盒1的检出率高26.2％。条件优化后的试剂盒2检测敏感性明显高于试剂盒1，能检测出病毒含量较低的样品，而同样对于阴性样品均不能检测出。

实施例6与常规实时荧光PCR检测比对试验

1、试剂盒组装

(1)参照实施例1的扩增引物和探针引物，实施例2优化后的PCR反应体系组装实时荧光PCR试剂盒3。

(2)结果分析条件设定

读取检测结果。阈值设定原则以阈值线刚好超过正常阴性对照品扩增曲线的最高点，以显示结果为准。

(3)质控标准

阴性对照无Ct值并且无特异性扩增曲线；

阳性对照的Ct值应≤30，且出现特异性扩增曲线。否则，此次实验视为无效。

(4)结果描述及判定

阴性样品无Ct值并且无特异性扩增曲线，表示样本中无非洲猪瘟病毒。

阳性样本Ct值≤30，且出现特异性扩增曲线，表示样本中有非洲猪瘟病毒。

有效原则：样本Ct值在30＜Ct＜37之间时需要进行重复试验。重复试验结果Ct＜37时样品为阳性，否则为阴性。

2、比对试验

取采自不同地区临床发病猪场的疑似病猪的血清样品46份，使用试剂盒2按照优化后条件进行非洲猪瘟野毒检测，同时，使用试剂盒3按照优化后条件进行非洲猪瘟野毒检测复核。检测结果见表6。

表6非洲猪瘟病毒检测结果比对

结果表明，在46份血清中，试剂盒2检出24份非洲猪瘟病毒阳性样品，检出率为52.2％；试剂盒3同样能检出试剂盒2所检出的阳性样品；试剂盒3检出25份非洲猪瘟病毒阳性样品，检出率为54.3％。同样条件优化后的试剂盒2检测敏感性与试剂盒3相当，但试剂盒2仅需要25分钟即可，明显比试剂盒3检测时间短；试剂盒2检测血清时，不用单独提取核酸，可以直接作为模板进行PCR扩增；二者均能检测出病毒含量较低的样品，而同样对于阴性样品均不能检测出。

以上所述仅是本发明的优选实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，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。

序列表

<110> 洛阳普泰生物技术有限公司

<120> 非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR扩增引物对、探针引物、及制备的试剂盒

<160> 3

<170> SIPOSequenceListing 1.0

<210> 1

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列(artificial sequence)

<400> 1

gcaacgtatc tggacataag acg 23

<210> 2

<211> 20

<212> DNA

<213> 人工序列(artificial sequence)

<400> 2

taatccagag cgcaagaggg 20

<210> 3

<211> 23

<212> DNA

<213> 人工序列(artificial sequence)

<400> 3

ctgtaatgga cctcaaaccc cta 23

Claims (5)

1.一种非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测试剂盒，其中，所述试剂盒包含一对检测引物和一条探针引物；所述检测引物的上游引物如SEQ ID NO.1所示，所述检测引物的下游引物如SEQ ID NO.2所示，所述探针引物如SEQ ID NO.3所示；所述探针引物标记荧光素；所述试剂盒还包括酶混合液，所述酶混合液由Taq DNA聚合酶、Tris-HCl、EDTA、DTT、甘油和Tween-20组成，Taq DNA聚合酶、Tris-HCl、EDTA、DTT、甘油和Tween-20含量分别为0.5U/μl、25mM、0.05mM、0.05mM、40%V/V、0.2% V/V；所述试剂盒还包括PCR反应液，所述PCR反应液由所述非洲猪瘟病毒荧光热对流PCR检测扩增引物对和探针引物、反应缓冲液、dNTPs和ddH₂O按6:10:5:19的体积比混合组成，其中，所述检测引物中的上游引物、下游引物和探针引物以1:1:1体积比混合；所述扩增引物对浓度为5μM，探针引物浓度为2μM，所述反应缓冲液为5×Tris-HCl，pH8.3，浓度为50mM，dNTPs浓度为1.5mM。

2.根据权利要求1所述的试剂盒，其中，所述标记荧光素为羧基荧光素FAM、VIC、HEX、JOE、NED、TAMRA、CY3、ROX 或 CY5。

3.根据权利要求1所述的试剂盒，其中，所述试剂盒还包括阳性对照和阴性对照。

4.根据权利要求3所述的试剂盒，其中，所述阳性对照为含有所述扩增引物对扩增的P72基因片段的重组质粒，所述阴性对照为蒸馏水。

5.根据权利要求1所述的试剂盒，其中，所述试剂盒还包括提取待测样品中非洲猪瘟病毒DNA模板的试剂。