CN112575121A - 新型冠状病毒dna实时荧光环介导等温扩增试剂盒及其检测方法 - Google Patents

新型冠状病毒dna实时荧光环介导等温扩增试剂盒及其检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及生物检测试剂及其检测方法,具体涉及新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒及其检测方法;本发明根据世界卫生组织公布的新型冠状病毒的检测特异序列ORF1ab为靶基因,根据该靶基因的反转录后的DNA序列,设计了2套新型冠状病毒LAMP检测的特异性引物和环介导等温扩增反应体系,任何一套引物均能在该反应体系里快速扩增检测新型冠状病毒,该试剂盒检测新型冠状病毒DNA具有高特异性和高灵敏度,低成本、快速且操作简便等特点。

Description

新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒及其检测 方法
技术领域
本发明涉及生物检测试剂盒及其检测方法,具体涉及新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒及其检测方法。
背景技术
尽早发现和确诊新型冠状病毒病例,才能阻断病毒进一步传播。目前市面上基本都是采用荧光定量PCR鉴定新型冠状病毒,整个鉴定周期在2个小时以上,普通医院较少配备荧光定量PCR仪,疑似病例不能得到有效确诊,不但延误病情,而且没及时有效的隔离会进一步传染他人,所以研发能快速确诊新型冠状病毒检测试剂盒是目前社会之急需。
新型冠状病毒是一种RNA病毒,目前的检测步骤分2步:1.RNA反转录成DNA(一般在5min-10min之间,只需恒温,不需要PCR仪等专用设备),2.用实时荧光定量PCR检测反转录后的DNA(一般在90min-120min之间),整个鉴定周期在2个小时以上,其中实时荧光定量PCR检测反转录后DNA耗时最长,实时荧光环介导等温扩增(Quantitative Real time loop-mediated isothermal amplification)是一种新的核酸扩增方法,该方法能够在恒温条件下特异、高效、快速地鉴定DNA,特别适用于大量样品的快速检测和筛选。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速、特异性强且成本低的实时荧光环介导等温扩增新型冠状病毒检测盒及其检测方法,为新型冠状病毒确诊提供新的科学依据。
本发明提供新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,该试剂盒包含:a.引物组;b.DNA聚合酶;c.LAMP反应液;d.阳性对照物和阴性对照物;e.荧光染料。
引物组包括两套等效的引物组,每套引物组均包含一对外引物即F3和B3、一对内引物即FIP和BIP和一对环引物即LoopF和LoopB,其核苷酸序列分别如下所示:
第一套引物组:
F3:GTTGCCACATAGATCATCCA
B3:ACATCAGTACTAGTGCCTGT
FIP:GCCATAACCTTTCCACATACCGAACTTGTGCTAATGACCCTG
BIP:GCGAACCCATGCTTCAGTCATAAGACGGGCTGCACTTA
LoopF:CAGACGGTACAGACTGTGTT
LoopB:TTTAAACGGGTTTGCGGTG
第二套引物组:
F3:AAGCCTCTTCTCGTTCCT
B3:CTCAGCAGCAGATTTCTTAGT
FIP:AGCAGCATCACCGCCATTAATTCAACTCCAGGCAGC
BIP:GCTTTGCTGCTGCTTGACAGTTGTTGGCCTTTACCAGAC
LoopF:CCAGCCATTCTAGCAGGAG
LoopB:ATTGAACCAGCTTGAGAGCA
检测试剂盒包含以上两套引物组中的其中一套,以上两套引物组任选一套均可。其中,外引物、内引物、环引物的摩尔比为:1:8:4。
DNA聚合酶为Bst DNA聚合酶。反应液含有:10mmol/L dNTP、10×ThermoPolbuffer。荧光染料为SYBR Green I二甲基亚砜溶液(即SYBR Green I溶于二甲基亚砜中),荧光染料储备液浓度为100×SYBR Green I二甲基亚砜溶液(示例:10000×SYBR Green I取1μL加入 99μL二甲基亚砜中,混匀),反应体系荧光染料终浓度为0.3~1.2×SYBR GreenI二甲基亚砜溶液。阳性对照物为含有新型冠状病毒反转录后DNA基因片段的pUC57载体克隆,阴性对照物为DEPC水。
3.利用上述检测试剂盒的检测方法,包括如下步骤:
(1)恒温基因扩增反应:25μL反应体系含有:1×ThermoPol buffer,dNTP(10μmol/L each),荧光染料终浓度为0.3~1.2×SYBR Green I二甲基亚砜,F3 0.2μmol/L,B3 0.2μmol/L,FIP 1.6μmol/L,BIP 1.6μmol/L,LF 0.8μmol/L,LB 0.8μmol/L,LAMP反应液12.5μL,DNA聚合酶8U,待检DNA 1~100ng,用DEPC水补齐到25μL;设置阳性对照和阴性对照;将配制好的PCR管混匀,并于63~65℃反应60min,并在80℃持续2min;
(2)结果判断:将上述反应管中置于恒温扩增仪Genie II中,根据仪器实时读取的荧光信号来判断扩增结果。
质量控制和结果判读:
质量控制:阴性对照无扩增,阳性对照有扩增,同一次实验中以上阴阳性对照均需同时满足以上要求。否则,本次实验无效。
结果判读:在符合质量控制的前提下,样品在规定时间内有扩增判定为阳性,样品在规定时间内无扩增判定为阴性。
本发明的优点:
本发明采用世界卫生组织公布的新型冠状病毒的检测特异序列ORF1ab基因为靶基因,再从其中优选特异片段设计了2套新型冠状病毒环介导等温扩增引物组,运用实时荧光环介导等温扩增技术建立了新型冠状病毒反转录后DNA的实时荧光环介导等温扩增检测方法,并改良和优化的反应体系,在优选的反应条件下,最快能够在5分钟15秒就检测出结果,极大的提高了检测效率,节省了社会资源和保护了人民生命财产安全。
附图说明
图1.引物浓度实验(外引物、内引物、环引物的摩尔比固定为1:8:4,标注出来的引物浓度仅为外引物浓度)
1.阴性对照;2.0.8μmol/L;3.1.2μmol/L;4.1.6μmol/L;5.2.0μmol/L;6.2.4μmol/L; 7.2.8μmol/L;8.3.2μmol/L
图2.灵敏性实验
1.阴性对照;2.3×103Copies/μL;3.3×102Copies/μL;4.3×101Copies/μL;5.3×100 Copies/μL;6.3×10-1Copies/μL;7.3×10-2Copies/μL
具体实施方式
下列实例是进一步对本发明的说明,不应当作对本发明的限制。
实施例1:新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒建立
1.新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒引物组
下面提供两套引物组,每套引物组均包含一对外引物(F3/B3)、一对内引物(FIP/BIP) 和一对环引物(LoopF/LoopB),其核苷酸序列分别如下所示:
第一套引物组:
F3:GTTGCCACATAGATCATCCA
B3:ACATCAGTACTAGTGCCTGT
FIP:GCCATAACCTTTCCACATACCGAACTTGTGCTAATGACCCTG
BIP:GCGAACCCATGCTTCAGTCATAAGACGGGCTGCACTTA
LoopF:CAGACGGTACAGACTGTGTT
LoopB:TTTAAACGGGTTTGCGGTG
第二套引物组:
F3:AAGCCTCTTCTCGTTCCT
B3:CTCAGCAGCAGATTTCTTAGT
FIP:AGCAGCATCACCGCCATTAATTCAACTCCAGGCAGC
BIP:GCTTTGCTGCTGCTTGACAGTTGTTGGCCTTTACCAGAC
LoopF:CCAGCCATTCTAGCAGGAG
LoopB:ATTGAACCAGCTTGAGAGCA
以上两套引物组,任选其中一套作为试剂盒的引物组均可。
2.新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,包括以下成分:
(1)上面所述的引物组中的其中一套引物组;(2)DNA聚合酶;(3)LAMP反应液;(4)阳性对照物和阴性对照物;(5)荧光染料。
其中,外引物、内引物、环引物的摩尔比为:1:8:4。DNA聚合酶为Bst DNA聚合酶。反应液含有:10μmol/L dNTP、10×ThermoPol buffer。荧光染料为SYBR Green I二甲基亚砜,荧光染料储备液浓度为100×SYBR Green I二甲基亚砜,反应体系荧光染料终浓度为0.3~1.2×SYBR Green I二甲基亚砜。阳性对照物为含有新型冠状病毒反转录后DNA基因片段的pUC57载体克隆,阴性对照物为DEPC水。
实施例2:新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒检测方法
利用上述检测试剂盒的检测方法,包括如下步骤:
(1)恒温基因扩增反应:25μl反应体系含有:1×ThermoPol buffer,dNTP(10μmol/Lol/L each),SYBR Green I二甲基亚砜溶液终浓度为0.3~1.2×,F3 0.2μmol/L,B3 0.2μmol/L,FIP 1.6μmol/L,BIP 1.6μmol/L,LF 0.8μmol/L,LB 0.8μmol/L,LAMP反应液12.5μl,DNA聚合酶8U,待检DNA 1~100ng,用DEPC水补齐到25μl;设置阳性对照和阴性对照;将配制好的PCR管混匀后离心,并于63~65℃反应60min,并在80℃持续2min;
(2)结果判断:将上述反应管中置于恒温扩增仪Genie II中,根据仪器实时读取的荧光信号来判断扩增结果。
质量控制和结果判读
质量控制:阴性对照无扩增,阳性对照有扩增,同一次实验中以上阴阳性对照均需同时满足以上要求。否则,本次实验无效。
结果判读:在符合质量控制的前提下,样品在规定时间内有扩增判定为阳性,样品在规定时间内无扩增判定为阴性。
特异性实验:因本发明扩增的片段为世界卫生组织推荐的鉴定扩增片段,特异性实验略去。
实施例3:引物浓度试验(此实验选第一套引物组为实验引物)
总体积25μL,反应液终浓度为:1×Thermo Pol buffer,dNTP(10m mol/L each),引物2μL(具体引物浓度如后文),0.5×SYBR GREEN I二甲基亚砜溶液,8U Bst DNA聚合酶;5μL新型冠状病毒反转录后DNA,再加水至25μL。
环引物:内引物:外引物比例为8:4:1,其中外引物浓度分别如下:
1.阴性对照(0μmol/L);2.0.8μmol/L;3.1.2μmol/L;4.1.6μmol/L;5.2.0μmol/L;6.2.4 μmol/L;7.2.8μmol/L;8.3.2μmol/L
结果如图1所示,结果显示,在环引物:内引物:外引物比例为8:4:1固定的情况下,外引物浓度为2.4μmol/L时,检出的时间最短。
实施例4:灵敏度检测(此实验选第一套引物组为实验引物)
取人工合成含靶基因的质粒,以10倍率进行梯度稀释,各稀释度分别为:1.阴性对照; 2.3×103Copies/μL;3.3×102Copies/μL;4.3×101Copies/μL;5.3×100Copies/μL;6.3 ×10-1Copies/μL;7.3×10-2Copies/μL,其他反应体系和反应条件按本发明实施例1进行检测。
实验结果见说明书附图图2。结果显示,从灵敏度实验上看,本发明建立的新型冠状病毒鉴定方法的最低检出限可达到3×101Copies/μL。因此,在低浓度模板时,本发明所述试剂盒仍能检出,因而具有很高的灵敏度。
SEQUENCE LISTING
<110> 周赞虎
<120> 新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒及其检测方法
<160> 12
<170> PatentIn version 3.3
<210> 1
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
GTTGCCACATAGATCATCCA 20
<210> 2
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
ACATCAGTACTAGTGCCTGT 20
<210> 3
<211> 39
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
GCCATAACCTTTCCACATACCGAACTTGTGCTAATGACCCTG 42
<210> 4
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
GCGAACCCATGCTTCAGTCATAAGACGGGCTGCACTTA 38
<210> 5
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
CAGACGGTACAGACTGTGTT 20
<210> 6
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
TTTAAACGGGTTTGCGGTG 19
<210> 7
<211> 39
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
AAGCCTCTTCTCGTTCCT 18
<210> 8
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
CTCAGCAGCAGATTTCTTAGT 21
<210> 9
<211> 20
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
AGCAGCATCACCGCCATTAATTCAACTCCAGGCAGC 36
<210> 10
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 10
GCTTTGCTGCTGCTTGACAGTTGTTGGCCTTTACCAGAC 39
<210> 11
<211> 39
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 11
CCAGCCATTCTAGCAGGAG 19
<210> 12
<211> 40
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 12
ATTGAACCAGCTTGAGAGCA 20

Claims (8)

1.一种新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,其特征在于,包括以下物品:a.引物组;b.DNA聚合酶;c.LAMP反应液;d.阳性对照物和阴性对照物;e.荧光染料。
2.根据权利要求1所述的新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,其特征在于,所述引物组包括两套引物组,每套引物组均包含一对外引物即F3和B3、一对内引物即FIP和BIP和一对环引物即LoopF和LoopB,其核苷酸序列分别如下所示:
第一套引物组:
F3:GTTGCCACATAGATCATCCA
B3:ACATCAGTACTAGTGCCTGT
FIP:GCCATAACCTTTCCACATACCGAACTTGTGCTAATGACCCTG
BIP:GCGAACCCATGCTTCAGTCATAAGACGGGCTGCACTTA
LoopF:CAGACGGTACAGACTGTGTT
LoopB:TTTAAACGGGTTTGCGGTG
第二套引物组:
F3:AAGCCTCTTCTCGTTCCT
B3:CTCAGCAGCAGATTTCTTAGT
FIP:AGCAGCATCACCGCCATTAATTCAACTCCAGGCAGC
BIP:GCTTTGCTGCTGCTTGACAGTTGTTGGCCTTTACCAGAC
LoopF:CCAGCCATTCTAGCAGGAG
LoopB:ATTGAACCAGCTTGAGAGCA
检测试剂盒包含以上两套引物组中的其中一套,以上两套引物组任选一套均可。
3.根据权利要求1所述的新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,其特征在于:外引物、内引物、环引物的摩尔比为:1:8:4。
4.根据权利要求1所述的新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,其特征在于:所述DNA聚合酶为Bst DNA聚合酶。
5.根据权利要求1所述的新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,其特征在于:所述反转录后DNA的LAMP反应液含有:10mmol/L dNTP、10×ThermoPol buffer。
6.根据权利要求1所述的新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,其特征在于:荧光染料为SYBR Green I二甲基亚砜(即SYBR Green I溶于二甲基亚砜中),荧光染料储备液浓度为100×SYBR Green I二甲基亚砜,反应体系荧光染料的终浓度为0.3~1.2×SYBR Green I二甲基亚砜。
7.根据权利要求1所述的新型冠状病毒DNA实时荧光环介导等温扩增试剂盒,其特征在于:阳性对照物为含有新型冠状病毒反转录后DNA基因片段的pUC57载体克隆,阴性对照物为DEPC水。
8.利用权利要求1~7任一项所述的试剂盒检测新型冠状病毒的方法,包括如下步骤:
步骤一 恒温基因扩增反应:25μL反应体系含有:1×ThermoPol buffer,dNTP(10mmol/L each),1×SYBR Green I二甲基亚砜溶液,F3 0.2μmol/L,B3 0.2μmol/L,FIP 1.6μmol/L,BIP 1.6μmol/L,LF 0.8μmol/L,LB 0.8μmol/L,LAMP反应液12.5μL,DNA聚合酶8U,待检DNA 1~100ng,用DEPC水补齐到25μL;设置阳性对照和阴性对照;将配制好的PCR管混匀后离心,并于63~65℃反应60min,并在80℃持续2min;
步骤二 结果判断:将上述反应管中置于恒温扩增仪Genie II中,根据仪器实时读取的荧光信号来判断扩增结果。
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