CN114164207B - 一种病毒核酸提取无醇裂解液、试剂盒及提取方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种病毒核酸提取无醇裂解液、试剂盒及提取方法。本发明病毒核酸提取无醇裂解液由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;所述缓冲液的pH值为7.5~8.5。本发明可有效避免传统核酸提取裂解液中醇类挥发或刺激性气味对人体造成伤害;配制方法简单,无有毒化学试剂,安全无污染,既可手工操作提取,也可用于自动化平台;与有醇裂解液相比,病毒核酸检测的灵敏度相当,准确度一致,线性范围相当。
Description
技术领域
本发明属于生物医学技术领域,尤其涉及一种病毒核酸提取无醇裂解液、试剂盒及提取方法。
背景技术
核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,为生命的最基本物质之一。核酸提取是获取核酸最基本的方法,核酸提取有许多方法,如溶液法、过滤柱法,及近几年发展较快磁珠法等其他方法。
磁珠法核酸提取,具有传统DNA提取方法无法比拟的优势,主要体现在:一、能够实现自动化、大批量操作,目前已有96通道的核酸自动提取仪,用一个样品的提取时间即可实现对96个样品的处理,符合生物学高通量的操作要求,使得传染性疾病爆发时能够进行快速及时的应对,这一特点使得传统方法望尘莫及;二、操作简单、用时短,整个提取流程只有四步,大多可以在36-40分钟内完成;三、磁珠与核酸的特异性结合使得提取的核酸纯度高、浓度大。
一般核酸提取方法,都有有机试剂,有一定的毒性,对人身体安全有潜在影响。虽然试剂一直在改良优化,但乙醇和异丙醇仍是提取试剂中不可缺少的一部分。乙醇和异丙醇是具有一定毒性的,易燃,易挥发具有刺激性。对于配制溶液和使用的人都存在安全隐患。从生物安全方面考虑,无醇添加的试剂就是目前迫切需求的,生物安全更加重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种病毒核酸提取无醇裂解液、试剂盒及提取方法,该无醇裂解液安全无污染。
第一方面,本发明保护一种病毒核酸提取无醇裂解液,由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;
所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;
所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;
所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;
所述缓冲液的pH值为7.5~8.5。
上述的无醇裂解液中,所述胍盐在所述无醇裂解液中的浓度可为3M~4M。
上述的无醇裂解液中,所述聚乙二醇在所述无醇裂解液中的质量百分含量可为10%~20%;
所述聚乙二醇可为聚乙二醇6000或聚乙二醇8000。
上述的无醇裂解液中,所述吐温20在所述无醇裂解液中的质量百分含量可为10%~20%。
上述的无醇裂解液中,所述无机盐在所述无醇裂解液中的浓度可为0.2M~1M。
上述的无醇裂解液中,所述缓冲液的浓度可为10mM~100mM。所述缓冲液具体可为Tris-HCl缓冲液。
所述的无醇裂解液具体可为下述1)-5)中的任一种:
1)由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;
所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;
所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;
所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;
所述缓冲液的pH值为7.5~8.5;
所述胍盐在所述无醇裂解液中的浓度为3M~4M;
所述聚乙二醇在所述无醇裂解液中的质量百分含量为12%~20%;
所述吐温20在所述无醇裂解液中的质量百分含量为15%~20%;
所述无机盐在所述无醇裂解液中的浓度为0.2M~0.5M;
所述缓冲液的浓度为50mM ~75mM;
2)由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;
所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;
所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;
所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;
所述缓冲液的pH值为7.5;
所述胍盐在所述无醇裂解液中的浓度为3M;
所述聚乙二醇在所述无醇裂解液中的质量百分含量为12%;
所述吐温20在所述无醇裂解液中的质量百分含量为20%;
所述无机盐在所述无醇裂解液中的浓度为0.2M;
所述缓冲液的浓度为50mM;
3)由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;
所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;
所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;
所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;
所述缓冲液的pH值为8.0;
所述胍盐在所述无醇裂解液中的浓度为4M;
所述聚乙二醇在所述无醇裂解液中的质量百分含量为12%;
所述吐温20在所述无醇裂解液中的质量百分含量为20%;
所述无机盐在所述无醇裂解液中的浓度为0.2M;
所述缓冲液的浓度为75mM;
4)由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;
所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;
所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;
所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;
所述缓冲液的pH值为7.8;
所述胍盐在所述无醇裂解液中的浓度为3.5M;
所述聚乙二醇在所述无醇裂解液中的质量百分含量为15%;
所述吐温20在所述无醇裂解液中的质量百分含量为20%;
所述无机盐在所述无醇裂解液中的浓度为0.5M;
所述缓冲液的浓度为50mM;
5)由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;
所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;
所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;
所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;
所述缓冲液的pH值为8.5;
所述胍盐在所述无醇裂解液中的浓度为4M;
所述聚乙二醇在所述无醇裂解液中的质量百分含量为20%;
所述吐温20在所述无醇裂解液中的质量百分含量为15%;
所述无机盐在所述无醇裂解液中的浓度为0.3M;
所述缓冲液的浓度为50mM。
第二方面,本发明保护含有上述任一项所述的无醇裂解液的病毒核酸提取试剂盒。所述试剂盒具体可为磁珠试剂盒。
第三方面,本发明保护一种病毒核酸提取方法,包括如下步骤:使用上述任一项所述的无醇裂解液将样本裂解后,经吸附、洗涤和洗脱,得到病毒核酸。
本发明病毒核酸提取无醇裂解液可以有效避免传统核酸提取裂解液中醇类挥发或刺激性气味对人体造成伤害;而且配制方法简单,无有毒化学试剂,安全无污染,既可以手工操作进行提取,也可以用于自动化平台;与有醇裂解液相比,病毒核酸检测的灵敏度相当,准确度一致,线性范围相当。
附图说明
图1为实施例7梯度检测扩增曲线。
图2 为实施例7低浓度500copy检测扩增曲线。
图3 为实施例8梯度检测扩增曲线。
图4 为实施例8低浓度500copy检测扩增曲线。
图5 为实施例9梯度检测扩增曲线。
图6 为实施例9低浓度500copy检测扩增曲线。
图7 为实施例10梯度检测扩增曲线。
图8 为实施例10低浓度500copy检测扩增曲线。
图1-图4:蓝色曲线-FAM通道;绿色曲线-VIC通道;黄色曲线-CY5通道;图5-图8:蓝色曲线-FAM通道。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述,给出的实施例仅为了阐明本发明,而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南,并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法,如无特殊说明,均为常规方法,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
裂解液组成优化实施例
实施例1 表面活性剂组成的确定
(1)不同表面活性剂单独使用比较
配制不同表面活性剂单独使用的裂解液,不同裂解液组成见表1。
表1 不同表面活性剂单独使用的裂解液组成
实验过程如下:提取试剂使用济凡生物公司生产的《病毒核酸提取试剂盒》(Y502-G10),该产品包括,磁珠保存液及、磁珠裂解液、洗涤液、漂洗液和洗脱液。检测试剂盒使用哈尔滨国生生物《非洲猪瘟病毒荧光PCR检测试剂盒 B盒》包含,荧光PCR反应体系、无菌无核酸酶水、引物探针混合物、阴性对照、阳性对照。质控品使用广州邦德盛生物科技有限公司非瘟假病毒质控品(非洲猪瘟病毒(ASFV DNA)核酸质控品 浓度:S3(高值))。
提取过程如下:在96孔板的第2、8列中加入200μl样品(样品需平衡至室温),将96深孔板放置于32通道自动核酸提取仪96深孔板底座上。提取试剂分布见表2。将磁棒套插入32通道自动核酸提取仪磁棒套架卡槽内。自动化程序结束后,将第6、12列核酸样品取出,进行检测。提取程序见表3。实验方案见表4。
表2 提取试剂分布
表3 济凡P32核酸提取程序
表4 实施例1实验方案-1
对上述提取得到的核酸使用哈尔滨国生生物《非洲猪瘟病毒荧光PCR检测试剂盒B盒》进行PCR扩增,扩增体系见表5,扩增程序见表6。
表5 体系配制
表6 扩增程序
提取10000copy非洲猪瘟质控品结果CT值如表7所示。
表7 提取10000copy非洲猪瘟质控品结果CT值
由表7可以看出,通过荧光定量PCR检测,裂解液1的CT比其他组小,效果最好,其他几种活性剂单独使用,效果不好。因此,后续选用聚乙二醇8000和其它表面活性剂组合继续研究。
(2)不同表面活性剂组合使用比较
按照上述(1)不同表面活性剂单独使用比较中步骤提取核酸,对提取得到的核酸进行PCR扩增,仅裂解液替换为表8所示表面活性剂组合使用的裂解液,实验方案见表9,实验结果见表10。
表8 不同表面活性剂组合使用的裂解液组成
表9 实施例1实验方案-2
表10 实验结果10000copy非洲猪瘟质控品
由表10可以看出,活性剂使用吐温20与聚乙二醇组合效果较好。因此,后续研究选用聚乙二醇和吐温20组合作为表面活性剂继续研究。
实施例2 胍盐浓度确定
按照实施例1中的步骤提取核酸,并对提取得到的核酸进行PCR扩增,仅裂解液替换为表11裂解液,实验方案见表12,实验结果见表13。
表11 不同胍盐浓度的裂解液
表12 实施例2实验方案
表13 实施例2实验结果提取10000copy非洲猪瘟质控品
结果分析:胍盐浓度范围3-4M效果基本差异不大,因此后续研究使用3M异硫氰酸胍继续研究。
实施例3 缓冲液pH值的确定
按照实施例1中的步骤提取核酸,并对提取得到的核酸进行PCR扩增,仅裂解液替换为表14裂解液,实验方案见表15,实验结果见表16。
表14 不同缓冲液pH值的裂解液组成
表15 实施例3实验方案
表16 实施例3实验结果提取10000copy非洲猪瘟质控品
结果分析:缓冲液pH范围在pH7.5-8.5范围内,提取性能稳定较好,后续选择PH7.5继续研究。
实施例4 无机盐氯化钠浓度确定
按照实施例1中的步骤提取核酸,并对提取得到的核酸进行PCR扩增,仅裂解液替换为表17裂解液,实验方案见表18,实验结果见表19。
表17 不同氯化钠浓度的裂解液组成
表18 实施例4实验方案
表19 实验结果提取10000copy非洲猪瘟质控品
结果分析:氯化钠浓度提0.2-1M范围内效果一致,后续使用0.5M浓度进行研究。
实施例5 聚乙二醇8000浓度确定
按照实施例1中的步骤提取核酸,并对提取得到的核酸进行PCR扩增,仅裂解液替换为表20裂解液,实验方案见表21,实验结果见表22。
表20 不同聚乙二醇8000浓度的裂解液组成
表21 实施例5实验方案
表22 实施例5实验结果提取10000copy非洲猪瘟质控品
结果分析:聚乙二醇8000浓度10-20%效果稳定,选择10%进行后续研究。
实施例6 吐温20浓度的确定
按照实施例1中的步骤提取核酸,并对提取得到的核酸进行PCR扩增,仅裂解液替换为表23裂解液,实验方案见表24,实验结果见表25。
表23 不同吐温20浓度的裂解液组成
表24 实施例6实验方案
表25 实施例6实验结果提取10000copy非洲猪瘟质控品
结果分析:吐温20浓度10-20%效果稳定,更高浓度效果变差。
应用及性能验证实施例
实施例7 新冠病毒核酸检测
本实施例中采用本发明提供的无醇裂解液代替市售济凡生物病毒核酸提取试剂中裂解液,从检测结果的准确性和灵敏度两方面进行判断。
提取试剂使用济凡生物公司生产的《病毒核酸提取试剂盒》(产品目录号Y502-G10,产品名称:核酸提取试剂(磁珠法)),该产品包括,磁珠保存液、磁珠裂解液、洗涤液、漂洗液和洗脱液。对照组有醇试剂使用该产品包装内的磁珠裂解液。
检测试剂盒使用达安基因生物《新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)》(产品目录号:DA0932)包含,NC(ORF1ab/N)PCR反应液A、NC(ORF1ab/N)PCR反应液B、NC(ORF1ab/N)阴性质控品、NC(ORF1ab/N)阳性质控品。新冠假病毒使用复百澳(苏州)生物科技有限公司公司生产的SARS-COV-2-abEN假病毒,货号为FNRV2596。
本实施例无醇裂解液具体配方是:异硫氰酸胍(3M)、Tris-Hcl缓冲液(PH7.5,50mM)、氯化钠(0.2M)、聚乙二醇8000(12%)、吐温20(20%)。
提取过程如下:在96孔板的第2、8列中加入200μl样品(样品需平衡至室温)。提取试剂分布见表2。将96深孔板放置于32通道自动核酸提取仪96深孔板底座上。将磁棒套插入32通道自动核酸提取仪磁棒套架卡槽内。自动化程序结束后,将第6、12列核酸样品取出,进行检测。提取程序见表3。
对上述提取得到的核酸使用达安基因生物《新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)》进行PCR扩增,扩增体系见表26,扩增程序见表27。
表26 体系配制
表27 扩增程序
结果如下:梯度检测扩增曲线(1000000copy、100000copy、10000copy、1000copy)见图1。低浓度检测扩增曲线见图2。梯度提取检测结果CT值和提取500copy新冠假病毒结果CT值见表28和表29。
表28 梯度提取检测结果CT值
表29 提取500copy新冠假病毒结果CT值
由表28和表29可以看出,与有醇裂解液相比,采用本实施例无醇裂解液检测新冠病毒核酸,线性范围、灵敏度相当。
实施例8 新冠病毒核酸检测
本实施例中采用本发明提供的无醇裂解液代替市售济凡生物病毒核酸提取试剂中裂解液,从检测结果的准确性和灵敏度两方面进行判断。
提取试剂使用济凡生物公司生产的《病毒核酸提取试剂盒》(产品目录号Y502-G10,产品名称:核酸提取试剂(磁珠法)),该产品包括,磁珠保存液及、磁珠裂解液、洗涤液、漂洗液和洗脱液。对照组有醇试剂采用该该产品包括内的磁珠裂解液。
检测试剂盒使用达安基因生物《新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)》(产品目录号:DA0932)包含,NC(ORF1ab/N)PCR反应液A、NC(ORF1ab/N)PCR反应液B、NC(ORF1ab/N)阴性质控品、NC(ORF1ab/N)阳性质控品。新冠假病毒使用上海复百澳生物科技有限公司生产的假病毒(SARS-COV-2-abEN 假病毒)
本实施例提供的无醇裂解液,具体配方是:异硫氰酸胍(4M)、Tris-Hcl缓冲液(PH8.0,75mM)、氯化钠(0.2M)、聚乙二醇8000(12%)、吐温20(20%)。
提取过程如下:在96孔板的第2、8列中加入200μl样品(样品需平衡至室温),将96深孔板放置于32通道自动核酸提取仪96深孔板底座上。提取试剂分布见表2。将磁棒套插入32通道自动核酸提取仪磁棒套架卡槽内。自动化程序结束后,将第6、12列核酸样品取出,保存检测。提取程序见表3。
对上述提取得到的核酸,使用达安基因生物《新型冠状病毒2019-nCoV核酸检测试剂盒(荧光PCR法)》(产品目录号:DA0932)进行PCR扩增,扩增体系见表26,扩增程序见表27。
结果如下:梯度检测扩增曲线(1000000copy、100000copy、10000copy、1000copy)见图3。低浓度检测扩增曲线见图4。梯度提取检测结果CT值和提取500copy新冠假病毒结果CT值见表30和表31。
表30 梯度提取检测结果CT值
表31 提取500copy新冠假病毒检测结果CT值
由表30和表31可以看出,与有醇试剂相比,采用本实施例无醇裂解液检测新冠病毒核酸的线性范围、灵敏度相当。
实施例9 非洲猪瘟病毒核酸检测
本实施例中采用本发明提供的无醇裂解液代替市售济凡生物病毒核酸提取试剂中裂解液,从检测结果的准确性和灵敏度两方面进行判断。
提取试剂使用济凡生物公司生产的《病毒核酸提取试剂盒》(产品目录号Y502-G10,产品名称:核酸提取试剂(磁珠法)),该产品包括,磁珠保存液及、磁珠裂解液、洗涤液、漂洗液和洗脱液。对照组有醇裂解液选用该产品包装内的磁珠裂解液。
检测试剂盒使用哈尔滨国生生物《非洲猪瘟病毒荧光PCR检测试剂盒 B盒》包含,荧光PCR反应体系、无菌无核酸酶水、引物探针混合物、阴性对照、阳性对照。质控品使用广州邦德盛生物科技有限公司非瘟假病毒质控品(非洲猪瘟病毒(ASFV DNA)核酸质控品 浓度:S3(高值))。
本实施例提供的无醇裂解液,具体配方是:异硫氰酸胍(3.5M)、Tris-Hcl缓冲液(PH7.8,50mM)、氯化钠(0.5M)、聚乙二醇8000(15%)、吐温20(20%)。
提取过程如下:在96孔板的第2、8列中加入200μl样品(样品需平衡至室温),将96深孔板放置于32通道自动核酸提取仪96深孔板底座上。提取试剂分布见表2。将磁棒套插入32通道自动核酸提取仪磁棒套架卡槽内。自动化程序结束后,将第6、12列核酸样品取出,进行检测。提取程序见表3。
对上述提取得到的核酸,使用哈尔滨国生生物《非洲猪瘟病毒荧光PCR检测试剂盒B盒》进行PCR扩增,扩增体系见表5,扩增程序见表6。
结果如下:梯度检测扩增曲线见图5。低浓度检测扩增曲线见图6。梯度提取检测结果CT值和提取500copy非洲猪瘟质控品结果CT值见表32和表33。
表32 梯度提取检测结果CT值
表33 提取非洲猪瘟质控品500copy结果CT值
由表32和33可以看出,与有醇试剂相比,采用本实施例无醇裂解液检测新冠病毒核酸的线性范围、灵敏度相当,准确率相当。
实施例10 非洲猪瘟病毒核酸检测
本实施例中采用本发明提供的无醇裂解液代替市售济凡生物病毒核酸提取试剂中裂解液,从检测结果的准确性和灵敏度两方面进行判断。
提取试剂使用济凡生物公司生产的《病毒核酸提取试剂盒》(Y502-G10,产品名称:核酸提取试剂(磁珠法)),该产品包括,磁珠保存液及、磁珠裂解液、洗涤液、漂洗液和洗脱液。对照组有醇裂解液选用该产品包装内的磁珠裂解液。
检测试剂盒使用哈尔滨国生生物《非洲猪瘟病毒荧光PCR检测试剂盒 B盒》包含,荧光PCR反应体系、无菌无核酸酶水、引物探针混合物、阴性对照、阳性对照。质控品使用广州邦德盛生物科技有限公司非瘟假病毒质控品(非洲猪瘟病毒(ASFV DNA)核酸质控品 浓度:S3(高值))。
本实施例提供的无醇裂解液,具体配方是:异硫氰酸胍(4M)、Tris-Hcl缓冲液(PH8.5,50mM)、氯化钠(0.3M)、聚乙二醇8000(20%)、吐温20(15%)。
提取过程如下:在96孔板的第2、8列中加入200μl样品(样品需平衡至室温),将96深孔板放置于32通道自动核酸提取仪96深孔板底座上。提取试剂分布见表2。将磁棒套插入32通道自动核酸提取仪磁棒套架卡槽内。自动化程序结束后,将第6、12列核酸样品取出,进行检测。提取程序见表3。
对上述提取得到的核酸,使用哈尔滨国生生物《非洲猪瘟病毒荧光PCR检测试剂盒B盒》进行PCR扩增,扩增体系见表5,扩增程序见表6。
结果如下:梯度检测扩增曲线见图7。低浓度检测扩增曲线见图8。不同浓度梯度提取检测结果CT值和提取500copy非洲猪瘟质控品结果CT值见表23和表24。
表34 不同浓度梯度效果检测结果CT值
表35 提取非洲猪瘟质控品500copy结果CT值
由表34和35可以看出,与有醇试剂相比,采用本实施例无醇裂解液检测新冠病毒核酸的线性范围、灵敏度相当,准确率相当。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说,在不脱离本发明的宗旨和范围,以及无需进行不必要的实验情况下,可在等同参数、浓度和条件下,在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例,应该理解为,可以对本发明作进一步的改进。总之,按本发明的原理,本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进,包括脱离了本申请中已公开范围,而用本领域已知的常规技术进行的改变。
Claims (3)
1.一种病毒核酸提取无醇裂解液,由胍盐、无机盐、表面活性剂和缓冲液组成;
所述胍盐为异硫氰酸胍和盐酸胍中的任一种或两种;
所述无机盐为氯化钠和氯化钾中的任一种或两种;
所述表面活性剂为聚乙二醇和吐温20;
所述缓冲液的pH值为7.5~8.5;
所述胍盐在所述无醇裂解液中的浓度为3M~4M;
所述聚乙二醇在所述无醇裂解液中的质量百分含量为10%~20%;
所述聚乙二醇为聚乙二醇6000或聚乙二醇8000;
所述吐温20在所述无醇裂解液中的质量百分含量为10%~20%;
所述无机盐在所述无醇裂解液中的浓度为0.2M~1M;
所述缓冲液的浓度为10mM~100mM。
2.含有权利要求1所述的无醇裂解液的病毒核酸提取试剂盒。
3.一种病毒核酸提取方法,包括如下步骤:使用权利要求1所述的无醇裂解液将样本裂解后,经吸附、洗涤和洗脱,得到病毒核酸。
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