CN112266980A - 一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物和探针、试剂盒和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种新型冠状病毒2019‑nCoV实时荧光PCR检测引物和探针、试剂盒和方法。本发明选择2019‑nCoV复制后核酸的两个位点进行检测,其中包括一个2019‑nCoV特异性位点,特异性高,与其感染部位相同或感染症状相似且常见的其它病原体及人类白细胞的总核酸无交叉反应。本发明采用单管三荧光通道同时检测新型冠状病毒2019‑nCoV和内参基因Rnase P的存在,能检测肺泡灌洗液、鼻拭子、咽拭子等标本中新型冠状病毒2019‑nCoV RNA的存在。本发明检测时间周期短,可低至1.5h,适用于临床和床旁的快速检测诊断;检测病毒特异性高,重复性、灵敏度与准确率高。
Description
技术领域
本发明属于病毒检测技术领域,具体涉及一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物和探针、试剂盒和方法。
背景技术
2019-nCoV(novel coronavirus)属于一种新发现的冠状病毒,与SARS属于同一家族,这种病毒呈圆形或椭圆形、颗粒状,直径大概在60-140nm左右,这种病毒的传染力比较强,目前没有特异性的检测方法,而且这种病毒导致人呼吸道重症感染的情况比较常见,确诊患者需要隔离治疗,故急切需要开发一种能够快速且准确对这种新型冠状病毒2019-nCoV进行鉴定的分子方法,从而达到有效控制疫情流行传播,患者快速诊断隔离治疗的目的。
发明内容
因此,基于以上背景,本发明针对新型冠状病毒2019-nCoV的全基因组序列信息,提供一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物和探针、试剂盒和方法,以实现快速、灵敏和准确对此病毒进行诊断,以满足需求。
本发明的技术方案为:
本发明的目的之一为:一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物和探针,其包括新型冠状病毒2019-nCoV特异性引物和探针,所述特异性引物序列选自SEQ IDNO.1-2和SEQ ID NO.4-5,所述探针序列选自SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.6。
本发明的目的之二为:一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测试剂盒,其包括上述的实时荧光PCR检测引物和探针外;还包括内标基因Rnase P特异性引物及其探针,所述内标基因Rnase P特异性引物及其探针分别选自SEQ ID NO.7-8和SEQ ID NO.9。
进一步地,上述的试剂盒还包括:
阳性对照品:新型冠状病毒2019-nCovORF1ab和N基因扩增序列质粒标准品;
内标溶液:含Rnase P序列的质粒溶液;
阴性对照品:Rnase Free H2O。
本发明的目的之三为:一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测方法,所述方法为:以样品RNA 为模板,配制扩增反应体系进行实时荧光PCR扩增得到扩增曲线,对所述扩增曲线进行分析,并作出判断;所述扩增反应体系包括上述的新型冠状病毒2019-nCoV的实时荧光PCR检测引物对和探针。
进一步地,所述扩增反应体系包括:样品模板、上述的新型冠状病毒2019-nCoV的实时荧光PCR检测引物和探针、2×One Step PCR Buffer和Enzyme Mix;所述扩增程序为:55℃15min;95℃2min;95℃ 10sec、60℃35sec,45个循环。
进一步地,对扩增曲线进行分析判断原则为:
当FAM通道和VIC/HEX通道均Ct值≤35,判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阳性;
当FAM通道和VIC/HEX通道均Ct值35<Ct≤45时,重复一次实验,如果Ct还是在此范围之内或小于35就判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阳性,否则判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阴性;
当FAM通道和VIC/HEX通道均无扩増曲线时,且TAMRA通道中Ct≤45时,判断样品为新型冠状病毒 2019-CoV阴性;
当FAM通道和VIC/HEX通道均无扩増曲线时,且TAMRA通道也无扩增曲线时,判断本次实验异常,需要重新提取标本RNA和重新扩增。
本发明的目的之四为:上述的新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物及其探针、检测试剂盒在制备用于检测新型冠状病毒2019-nCoV的试剂盒中的应用。
采取上述技术,本发明实现的有益效果为:
1.本发明提供的新型冠状病毒2019-nCoV的实时荧光PCR检测引物、探针试剂盒及检测方法,其选择了2019-nCoV复制后核酸的两个位点进行检测,其中包括一个2019-nCoV特异性位点,能够更够快速、准确且灵敏地检测出新型冠状病毒2019-nCoV,特异性强、灵散度高,高达20拷贝/mL;检测结果重复性高,精确度高。
2.本发明能够大大的缩短检测周期,能够在1.5-2h内即可完成检测,其适用于临床和床旁的快速检测诊断,能极大的节约诊断时间。
3.本发明解决了用两个位点的引物和探针一管就检测出新型冠状病毒2019-nCoV的技术难点,且特异性强,灵敏度高。
4.本发明采用单管三荧光通道同时检测新型冠状病毒2019-nCoV和内参基因Rnase P的存在,其能够实现对肺泡灌洗液、鼻拭子、咽拭子、尿液和大便等标本中新型冠状病毒2019-nCoV RNA的存在进行检测,检测样本多样。
而针对当肺泡灌洗液、鼻拭子咽拭子、尿液和大便中存在反转录或者PCR抑制时,容易造成病毒核酸定量结果不准确甚至出现“假阴性”的难点与技术问题,本发明设计了内参基因,可对标本提取和扩增整个过程进行质量监测,能监控RNA是否成功提取以及后续的逆转录和PCR是否顺利进行,以及监控是否出现人工操作失误。
而针对实时荧光PCR产物容易形成气溶胶,造成下一次检测结果被污染,产生“假阳性”结果的难点与技术问题,本发明加入了UNG酶和dUTP,能在新的扩增反应前通过50℃加热将可能存在以前的PCR产物降解消除掉,从而极大的杜绝污染的可能性。
5.本发明采用了高效逆转录酶,能在10-15分钟完成逆转录,同时采用了快速taq酶,能在45分钟内完成PCR,从而保证能在1.5-2h内完成检测,满足了快速和准确检测诊断的需求。
6.本发明提供了新型冠状病毒2019-nCoV的实时荧光PCR检测引物对、探针、试剂盒及检测方法,不仅缩短了操作时间,减少污染,也降低了样品诊断的成本,具有潜在的应用价值。
附图说明
图1为实施例中的新型冠状病毒2019-nCoV的ORFlab基因目标区扩增曲线;
图2为实施例中的新型冠状病毒2019-nCoV的N基因目标区域扩增曲线;
图3为实施例中内参基因Rnase P目标区域扩增曲线。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案及优点更加清晰,以下结合其实施例,对本发明进行详细说明,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1:实时荧光PCR检测试剂盒的开发。
1、本实施例中选取新型冠状病毒2019-nCoV特异性的编码ORF1ab和N基因序列设计出两对特异性引物和两条特异性的荧光探针,选用内标基因Rnase P设计出一对特异性引物和一条特异性的荧光探针,通过实时荧光PCR技术可对新型冠状病毒2019-nCoV进行检测。ORF1ab和N基因是新型冠状病毒的重要结构基因,本发明设计的引物和探针仅与新型冠状病毒2019-nCoV的ORF1ab和N基因100%相似,而与其他冠状病毒包括SARS、MERS、229E、OC43、NL63和HKU1不匹配,故能特异性结合新型冠状病毒2019-nCoV的 ORF1ab和N基因并起始扩增,而不扩增其他型的冠状病毒。本发明本实施例中设计的引物序列及探针序列见表1所示。
表1:引物及探针序列
SEQ ID NO. | 引物名称 | 引物序列 |
1 | 2019-nCoV-ORF1ab-F | 5’-TGGTTGTTAATGCAGCCAAT-3’ |
2 | 2019-nCoV-ORF1ab-R | 5’-TTCAACTTGCATGGCATTGT-3’ |
3 | 2019-nCoV-ORF1ab-P | FAM-TTAAACATGGAGGAGGTGTTGCAGG-BHQ1 |
4 | 2019-nCoV-N-F | 5’-CATTGGCATGGAAGTCACAC-3’ |
5 | 2019-nCoV-N-R | 5’-GCTCTGTTGGTGGGAATGTT-3’ |
6 | 2019-nCoV-N-P | HEX-TACACAGGTGCCATCAAATTGGATG-BHQ1 |
7 | RnaseP-F | 5’-AGATTTGGACCTGCGAGCG-3’ |
8 | RnaseP-R | 5’-GAGCGGCTGTCTCCACAAGT-3’ |
9 | RnaseP-P | TAMRA-TTCTGACCTGAAGGCTCTGCGCG-BHQ2 |
试剂盒内还包括阳性对照:
新型冠状病毒2019-nCoV标准品;
阴性对照:RNase Free H2O;内标溶液:
含Rnase P序列的质粒溶液;
2×One Step PCR Buffer和Enzyme Mix。
2、新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测方法。
(1)病毒核酸的提取
a向1.5mL离心管中依次加入400μL裂解液、20μL蛋白酶K、20μL磁珠(用前充分混匀),加入 200μL核酸待提液体,室温颠倒混匀10min。
b瞬时离心后将离心管置于磁力架上30s,待磁珠完全吸附后,用移液器吸尽管内液体。
c取下离心管,加入500μL清洗液I,颠倒混匀。
d短暂离心后将离心管置于磁力架上30s,待磁珠完全吸附后,用移液器吸尽管内液体。
e取下离心管,加入500μL清洗液II,颠倒混匀。
f短暂离心后将离心管置于磁力架上30s,待磁珠完全吸附后,用移液器吸尽管内液体。
g重复步骤e、f。
h将离心管置于磁力架上,室温晾干10-15min。(注意:确保管内液体挥发干净)
i取下离心管,加入50μL洗脱液,振荡混匀,使磁珠重新悬浮,置于56℃,孵育5min,期间颠倒混匀2-3次。
j短暂离心后将离心管置于磁力架上1min,待磁珠完全吸附后,将洗脱液转移至新对应编号的离心管中,进行下一步操作,如暂不使用-20℃保存。
(2)实时荧光定量PCR扩增(每份30μL体系)
取5μL RNA作为模板,同时加入25u1PCR反应液(实时荧光PCR反应液的配制体系如表2所示)至八联管中进行实时荧光PCR扩增。
表2:实时荧光定量PCR反应液的配制体系
序列 | 反应液组分 | 试剂体积 |
1 | 2×One Step PCR Buffer | 15μL |
2 | Enzyme Mix | 1.5μL |
3 | 50×ROX Reference Dye 1 | 0.6μL |
4 | 2019-nCoV-ORF1ab-F(10umol/L) | 0.72μL |
5 | 2019-nCoV-ORF1ab-R(10umol/L) | 0.72μL |
6 | 2019-nCoV-ORF1ab-P(10umol/L) | 0.36μL |
7 | 2019-nCoV-N-F(10umol/L) | 1μL |
8 | 2019-nCoV-N-R(10umol/L) | 1μL |
9 | 2019-nCoV-N-P(10umol/L) | 0.5μL |
10 | RnaseP-F(10umol/L) | 0.4μL |
11 | RnaseP-R(10umol/L) | 0.4μL |
12 | RnaseP-P(10umol/L) | 0.2μL |
13 | RNase-free ddH<sub>2</sub>O | 2.6μL |
14 | 模板(RNA) | 5μL |
(3)实时荧光定量PCR反应程序为:55℃15min:95℃2min:95℃10sec、60℃35sec,45个循环。从 60℃步骤开始收集荧光信号。本发明使用ABI7500实时荧光定量PCR仪进行检测。
(4)得到实时荧光定量PCR扩增结果,对扩增曲线进行分析,并作出判断。判断规则为:
当FAM通道和VIC/HEX通道均Ct值≤35,判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阳性。
当FAM通道和VIC/HEX通道均Ct值35<Ct≤45时,重复一次实验,如果Ct还是在此范围之内或小于35就判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阳性,否则判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阴性。
当FAM通道和VIC/HEX通道均无扩増曲线时,且TAMRA通道中Ct≤45时,判断样品为新型冠状病毒 2019-CoV阴性。
当FAM通道和VIC/HEX通道均无扩増曲线时,且TAMRA通道也无扩增曲线时,判断本次实验异常,需要重新提取标本RNA和重新扩增。
(5)本实施例通过上述试验得到了图1、图2、图3所示的新型冠状病毒2019-nCoV的ORFlab基因、 N基因、内参基因Rnase P目标区域扩增曲线,其中图1、图2中的阳性对照为本发明的引物扩增区域的阳性质粒的扩增曲线,图3的阳性对照为包含RnaseP基因的阳性质粒扩增曲线;其中图中的阴性对照则为纯水的扩增曲线。从图中的扩增曲线可以明显看出,本发明的新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测试剂盒的检测的准确性非常高,且具有非常好的重复性,且图3的结果还可以判断反应体系中是否加入了RNA样本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
序列表
<110> 郑州大学,郑州大学第二附属医院
<120> 一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物和探针、试剂盒和方法
<130> 2020
<160> 9
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
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Claims (7)
1.一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物和探针,其特征在于,其包括新型冠状病毒2019-nCoV特异性引物和探针,所述特异性引物序列选自SEQ ID NO.1-2和SEQID NO.4-5,所述探针序列选自SEQ ID NO.3和SEQ ID NO.6。
2.一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测试剂盒,其特征在于,其包括如权利要求1所述的实时荧光PCR检测引物和探针外;还包括内标基因Rnase P特异性引物及其探针,所述内标基因Rnase P特异性引物及其探针分别选自SEQ ID NO.7-8和SEQ ID NO.9。
3.根据权利要求2所述的一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测试剂盒,其特征在于,其还包括:
阳性对照品:新型冠状病毒2019-nCovORF1ab和N基因扩增序列质粒标准品;
内标溶液:含Rnase P序列的质粒溶液;
阴性对照品:Rnase Free H2O。
4.一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测方法,其特征在于,
所述方法包括:以样品RNA为模板,配制扩增反应体系进行实时荧光PCR扩增得到扩增曲线,对所述扩增曲线进行分析,并作出判断;所述扩增反应体系包括权利要求1或权利要求2所述的新型冠状病毒2019-nCoV的实时荧光PCR检测引物对和探针。
5.根据权利要求4所述的一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测方法,其特征在于,所述扩增反应体系包括:样品模板、权利要求1所述的新型冠状病毒2019-nCoV的实时荧光PCR检测引物和探针、2×One Step PCR Buffer和Enzyme Mix;所述扩增程序为:55℃15min;95℃2min;95℃10sec、60℃35sec,45个循环。
6.根据权利要求4所述的一种新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测方法,其特征在于,
对扩增曲线进行分析判断原则为:
当FAM通道和VIC/HEX通道均Ct值≤35,判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阳性;
当FAM通道和VIC/HEX通道均Ct值35<Ct≤45时,重复一次实验,如果Ct还是在此范围之内或小于35就判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阳性,否则判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阴性;
当FAM通道和VIC/HEX通道均无扩増曲线时,且TAMRA通道中Ct≤45时,判断样品为新型冠状病毒2019-nCoV阴性;
当FAM通道和VIC/HEX通道均无扩増曲线时,且TAMRA通道也无扩增曲线时,判断本次实验异常,需要重新提取标本RNA和重新扩增。
7.权利要求1所述的新型冠状病毒2019-nCoV实时荧光PCR检测引物及其探针、权利要求2-3所述的检测试剂盒在制备用于检测新型冠状病毒2019-nCoV的试剂盒中的应用。
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