CN114184775A - 基于三螺旋dna结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素b1的方法 - Google Patents

基于三螺旋dna结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素b1的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114184775A
CN114184775A CN202111345112.7A CN202111345112A CN114184775A CN 114184775 A CN114184775 A CN 114184775A CN 202111345112 A CN202111345112 A CN 202111345112A CN 114184775 A CN114184775 A CN 114184775A
Authority
CN
China
Prior art keywords
sequence
probe
complementary
follows
seq
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111345112.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114184775B (zh
Inventor
凌连生
张曼君
邹李
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sun Yat Sen University
Original Assignee
Sun Yat Sen University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sun Yat Sen University filed Critical Sun Yat Sen University
Priority to CN202111345112.7A priority Critical patent/CN114184775B/zh
Publication of CN114184775A publication Critical patent/CN114184775A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114184775B publication Critical patent/CN114184775B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/5308Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor for analytes not provided for elsewhere, e.g. nucleic acids, uric acid, worms, mites
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12QMEASURING OR TESTING PROCESSES INVOLVING ENZYMES, NUCLEIC ACIDS OR MICROORGANISMS; COMPOSITIONS OR TEST PAPERS THEREFOR; PROCESSES OF PREPARING SUCH COMPOSITIONS; CONDITION-RESPONSIVE CONTROL IN MICROBIOLOGICAL OR ENZYMOLOGICAL PROCESSES
    • C12Q1/00Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions
    • C12Q1/68Measuring or testing processes involving enzymes, nucleic acids or microorganisms; Compositions therefor; Processes of preparing such compositions involving nucleic acids
    • C12Q1/6813Hybridisation assays
    • C12Q1/6816Hybridisation assays characterised by the detection means
    • C12Q1/682Signal amplification
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/30Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

本发明公开了基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素B1的方法,涉及生物技术领域。该方法提供一组检测毒素的探针组,包括Aptamer、Blocking DNA、探针HP、探针H1、探针H2、Zn‑Sub、Zn‑Enz、Fluorescent Probe和Fluorescent Probe。该探针组具有灵敏度高,特异性好,准确度高,重复性好的特点。此外,该探针对AFB1检测的线性范围为0.4‑16nmol/L,检出限为0.22nmol/L。

Description

基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素B1的 方法
技术领域
本发明涉及生物技术领域,特别涉及基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素B1的方法。
背景技术
黄曲霉毒素是一类由黄曲霉和寄生曲霉产生的剧毒次生代谢产物。其中包括黄曲霉毒素B1(AFB1)、黄曲霉毒素B2(AFB2)、黄曲霉毒素G1(AFG1)和黄曲霉毒素G2(AFG2)以及代谢产物黄曲霉毒素M1(AFM1)和黄曲霉毒素M2(AFM2)。其中AFB1污染最广,毒性和致癌性最强。AFB1广泛存在于多种食品及其原料粮食作物中,玉米、小麦、花生、牛奶和食用油等,因此开发高灵敏的AFB1检测方法对食品安全控制极为重要。
目前AFB1的检测方法主要有液相色谱联用质谱法(HPLC-MS)和酶联免疫吸附法(ELISA)。HPLC-MS虽然作为检测AFB1的标准方法,但其检测成本高,需要昂贵的仪器及专业的操作人员。ELISA是目前检测AFB1的常用方法,具有灵敏度高和选择性好等优点,但抗体的制备周期长,成本高,稳定性不好,极大限制了这类检测方法的应用范围。因此,急需开发一种简便、快速、成本低、高效、灵敏的AFB1检测方法。
核酸适配体是利用指数富集的配体系统进化技术(SELEX)从随机单链核酸序列库中筛选出来的DNA或RNA片段,能够与多种目标物高特异性、高亲和力结合,如金属离子、生物小分子、蛋白质、细胞和细菌等。与传统的抗体相比,核酸适配体具有靶分子范围广、稳定性好、合成简单且易于修饰等优点,在临床诊断、药物分析、食品安全等领域具有很好的应用前景。
杂交链式反应(HCR)作为一种恒温无酶的核酸放大技术,被广泛用于发展高灵敏的生物传感新方法。另一方面,脱氧核酶(DNAzyme)是一类具有催化活性的核酸分子,依赖特殊的金属离子作为辅酶因子,可以催化切割相应的底物链。脱氧核酶具有高的催化活性、选择性和稳定性,使其成为一种简便的信号放大策略,可用于检测金属离子、核酸分子、蛋白质和小分子物质。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明提出一种检测待检样品中是否含有AFB1的方法,该方法基于目标毒素的特异性Aptamer、杂交链式反应和脱氧核酶,实现级联信号放大,具有灵敏度高,特异性好,准确度高,重复性好的特点。
本发明的第一个方面,提供一组检测毒素的探针组,包括Aptamer、Blocking DNA、探针HP、探针H1、探针H2、Zn-Sub、Zn-Enz、Fluorescent Probe和Fluorescent Probe;
所述Aptamer为目标毒素的核酸适配体;
所述Blocking DNA与所述Aptamer的5'端互补;
所述探针HP从5'到3'依次包括:A序列和B序列;
所述A序列为同聚嘌呤序列或同聚嘧啶序列;
所述B序列与所述blocking DNA互补;
所述探针H1从5'到3'依次包括:C序列、D序列和E序列;
所述C序列与A序列互补;
所述D序列为同聚嘌呤序列或同聚嘧啶序列;
所述E序列为同聚嘌呤序列或同聚嘧啶序列;
所述C序列3'端的碱基与所述E序列互补;
所述探针H2从5'到3'依次包括:F序列和G序列;
所述F序列与C序列互补;
所述G序列与D序列和E序列连接而成的序列互补;
所述Zn-Sub为Zn2+特异性DNAzyme的底物链;
所述Zn-Enz为Zn2+特异性DNAzyme的酶链;
所述Zn-Enz的5'端的碱基与所述D序列3'端的碱基和所述E序列连接而成的序列相同;
所述Zn-Sub从5'到3'依次包括:H序列和I序列;
所述Zn-Enz切割所述Zn-Sub得到所述H序列和所述I序列;
所述I序列3'端的序列为所述C序列5'端的重复序列;
所述Fluorescent Probe与所述H序列互补,且所述Quencher Probe与所述I序列互补;或所述Fluorescent Probe与所述I序列互补,且所述Quencher Probe与所述H序列互补;
所述Fluorescent Probe和Quencher Probe分别修饰有荧光基团或淬灭基团中的一种。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述Fluorescent Probe与所述H序列互补,且所述Fluorescent Probe的5'端修饰有荧光基团,且所述Quencher Probe与所述I序列互补,且所述Quencher Probe的3'端修饰有淬灭基团;或所述Fluorescent Probe与所述I序列互补,且所述Fluorescent Probe的3'端修饰有荧光基团,且所述Quencher Probe与所述H序列互补,且所述Quencher Probe的5'端修饰有淬灭基团。
在本发明的一些实施方式中,所述荧光基团包括TAMRA、FAM、Cy3和Cy5,所述淬灭基团包括DABCYL、BHQ1、BHQ2和BHQ3。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述荧光基团为TAMRA,所述淬灭基团为DABCYL。
在本发明的一些实施方式中,所述毒素包括黄曲霉毒素、镰刀菌属毒素、赭曲霉素和青霉毒素中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述毒素为黄曲霉毒素。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述毒素为AFB1。
在本发明的一些实施方式中,所述毒素为AFB1,
所述Aptamer的序列为:5'-GTTGGGCACGTGTTGTCTCTCTGTGTCTCGTGCCCTTCGCTAGGCCC-3'(SEQ ID NO.1);
所述Blocking DNA的序列为:5'-AGACAACACGTGCCCAAC-3'(SEQ ID NO.2);
所述探针HP的序列为:5'-ACGTGCCCAACTTCCTCAGAGAGAAAAGAGAGGAAGAGGAAGTTGGGCACGTGTTGTCT-3'(SEQ ID NO.3);
所述探针H1的序列为:5'-TTCCTCTTCCTCTCTTTTCTCTCTTCTTCTAGAGAGAAAAGAGAGGAA-3'(SEQ ID NO.4);
所述探针H2的序列为:5'-AGAGAGAAAAGAGAGGAAGAGGAATTCCTCTCTTTTCTCTCTAGAAGA-3'(SEQ ID NO.5);
所述Zn-Sub的序列为:5'-TTTTTTTGATGCAGACGTTGAAGGATCTCTCTCCTTCTCCTT-3'(SEQ ID NO.6);
所述Zn-Enz的序列为:5'-TCTTCTTCTCTCTCATCTAGTTGAGCTGTCTGCATCA-3'(SEQ IDNO.7);
所述Fluorescent Probe的序列为:5'-CCTTCAACGTCTGCATCAAAAAAA-3'(SEQIDNO.8);
所述Quencher Probe的序列为:5'-AAGGAGAAGGAGAGAGAT-3'(SEQ ID NO.9)。
在本发明的一些实施方式中,所述Fluorescent Probe的5'端修饰有TAMRA。
在本发明的一些实施方式中,所述Quencher Probe的3'端修饰有DABCYL。
本发明的第二个方面,提供一种检测毒素的试剂盒,包括本发明第一方面的探针组。
在本发明的一些实施方式中,所述毒素包括黄曲霉毒素、镰刀菌属毒素、赭曲霉素和青霉毒素中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述毒素为黄曲霉毒素。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述毒素为AFB1。
在本发明的一些实施方式中,所述试剂盒还包括缓冲液。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述缓冲液PBS(磷酸盐缓冲液)、Tris-Hac缓冲液和HEPES(4-羟乙基哌嗪乙磺酸)缓冲液中的任一种。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述缓冲液为Tris-Hac缓冲液。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述Tris-Hac缓冲液包括20mM Tris(三羟甲基氨基甲烷)、10mM MgAc2和200mM NaAc,pH为7.4,其中Ac为醋酸根。
在本发明的一些实施方式中,所述试剂盒还包括银离子溶液。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述银离子溶液为AgNO3溶液。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述AgNO3溶液的浓度为150nmol/L。
在本发明的一些实施方式中,所述试剂盒还包括精胺。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述精胺的浓度为160μmol/L。
在本发明的一些实施方式中,所述试剂盒还包括锌离子溶液。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述锌离子溶液为醋酸锌溶液。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述锌离子溶液中醋酸锌的浓度为2mmol/L。
本发明的第三个方面,提供一种本发明第一方面的探针组或本发明第二方面的试剂盒在制备毒素检测产品中的应用。
在本发明的一些实施方式中,所述毒素包括黄曲霉毒素、镰刀菌属毒素、赭曲霉素和青霉毒素中的任一种。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述毒素为黄曲霉毒素。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述毒素为AFB1。
本发明的第四个方面,提供一种定性和/或定量检测毒素的方法,包括以下步骤:
将本发明第一方面的Aptamer与Blocking DNA混合,然后依次加入待检样品、发夹探针HP、发夹探针H1、发夹探针H2、Zn-Sub、Zn-Enz、恒温扩增试剂、Fluorescent Probe和Quencher Probe进行扩增,根据荧光强度定量毒素浓度。
在本发明的一些实施方式中,所述毒素包括黄曲霉毒素、镰刀菌属毒素、赭曲霉素和青霉毒素中的至少一种。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述毒素为黄曲霉毒素。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述毒素为AFB1。
在本发明的一些实施方式中,所述恒温扩增试剂包括银离子溶液、锌离子溶液和精胺。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述银离子溶液为AgNO3溶液。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述AgNO3溶液的浓度为150nmol/L。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述恒温扩增试剂中精胺的浓度为160μmol/L。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述锌离子溶液为醋酸锌溶液。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述锌离子溶液中醋酸锌的浓度为2mmol/L。
在本发明的一些实施方式中,所述发夹探针HP、所述发夹探针H1和所述发夹探针H2的制备方法为:将直链探针HP、直链探针H1和直链探针H2分别加热升温于85-95℃孵育3-8min。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述发夹探针HP、所述发夹探针H1和所述发夹探针H2的制备方法为:将直链探针HP、直链探针H1和直链探针H2分别加热升温于88-92℃孵育4-6min。
在本发明的一些更优选的实施方式中,所述发夹探针HP、所述发夹探针H1和所述发夹探针H2的制备方法为:将直链探针HP、直链探针H1和直链探针H2分别加热升温于90℃孵育5min。
在本发明的一些实施方式中,所述发夹探针HP、所述发夹探针H1和所述发夹探针H2用PBS(磷酸盐缓冲液)、Tris-Hac缓冲液和HEPES(4-羟乙基哌嗪乙磺酸)缓冲液中的任一种稀释。
在本发明的一些优选的实施方式中,所述发夹探针HP、所述发夹探针H1和所述发夹探针H2用Tris-Hac缓冲液稀释,其中所述Tris-Hac缓冲液包括20mM Tris、10mM MgAc2和200mM NaAc,pH为7.4。
在本发明的一些实施方式中,恒温扩增体系和扩增条件如下:
恒温扩增体系:
Figure BDA0003353710070000051
Figure BDA0003353710070000061
扩增条件:
Figure BDA0003353710070000062
在本发明的一些优选的实施方式中,恒温扩增体系和扩增条件如下:恒温扩增体系:
Figure BDA0003353710070000063
Figure BDA0003353710070000071
扩增条件:
Figure BDA0003353710070000072
在本发明的一些优选的实施方式中,恒温扩增体系和扩增条件如下:恒温扩增体系:
Figure BDA0003353710070000073
Figure BDA0003353710070000081
扩增条件:
Figure BDA0003353710070000082
本发明的第五个方面,提供一种本发明第一方面的探针组或本发明第二方面的试剂盒在食品检测中的应用。
本发明的有益效果是:
本发明提供了一组探针组,该探针组可以特异性识别目标毒素(AFB1等),基于目标毒素的特异性Aptamer、杂交链式反应和脱氧核酶,实现级联信号放大,完成对目标毒素的高灵敏检测。该探针组具有灵敏度高、特异性好、准确度高和重复性好的特点。此外,该探针对AFB1检测的线性范围为0.4-16nmol/L,检出限为0.22nmol/L。
本发明提供了一种检测毒素的试剂盒,包含上述探针,能够灵敏、准确和特异性检测样品中的目标毒素含量。
本发明提供了一种定性和/或定量检测毒素的方法,该方法步骤简单,成本低廉,灵敏度高,特异性好,准确度高,重复性好,具有较好的应用前景。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明,其中:
图1为本发明基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测AFB1的方法原理图。
图2为本发明检测方法对不同浓度AFB1标准品检测的标准曲线。
图3为本发明检测方法对AFB1的特异性验证结果。
具体实施方式
为了让本领域技术人员更加清楚明白本发明所述技术方案,现列举以下实施例进行说明。需要指出的是,以下实施例对本发明要求的保护范围不构成限制作用。
以下实施例中所使用的实验材料和试剂,如无特别说明,均为常规可从商业途径获得的耗材和试剂。
以下实施例中所使用的Tris-Hac缓冲液含20mM Tris、10mM MgAc2和200mM NaAc,pH为7.4。
本发明基于目标毒素的特异性Aptamer、杂交链式反应和脱氧核酶,实现级联信号放大,完成对目标毒素的高灵敏检测。本发明提供的检测方法原理如图1所示,具体如下:
(1)当体系中存在AFB1(Aflatoxin B1)时:
当体系中存在AFB1时,AFB1会与Aptamer特异性结合,使得原本与Aptamer结合的互补链Blocking DNA(封闭DNA)释放出来,释放出的Blocking DNA可以打开体系中的发夹探针HP,使之形成直链模式。探针HP暴露出的茎环部分与探针H1、H2交替循环杂交,引发HCR反应,产生含有重复同聚嘌呤-同聚嘧啶序列片段的DNA双链。而体系中的Zn-Sub和Zn-Enz的一端也均含有同聚嘧啶序列,可以与HCR产物DNA双链上的同聚嘌呤-同聚嘧啶序列片段互补构成三螺旋DNA结构。而Zn-Sub(底物链)和Zn-Enz(酶链)的另一端具有互补片段,会相互配对形成双链,最终形成“Y”型的DNA结构,使Zn-Sub和Zn-Enz稳定杂交。Zn-Sub和Zn-Enz分别为Zn2+特异性DNAzyme的底物链和酶链,在体系中的Zn2+作用下,Zn-Sub被脱氧核酶切割为两段后从“Y”型的DNA结构中释放出来,随后Zn-Enz继续结合、切割完整的Zn-Sub,循环往复,从而实现Zn2+诱导脱氧核酶催化切割反应的信号放大。由于Zn-Sub被切割后得到的两段序列会分别与体系中修饰有荧光基团的Fluorescent Probe(荧光探针)和修饰有淬灭基团的Quencher Probe(淬灭探针)杂交,使两者分别携带的荧光基团和淬灭基团无法靠近,荧光不能被淬灭,因此获得双重放大的荧光信号,实现对AFB1的高灵敏检测。
(2)当体系中不存在AFB1时:
由于Blocking DNA与Aptamer互补碱基更多,Blocking DNA与Aptamer互补杂交而不能打开发夹探针HP,因此无法引发杂交链式反应。此时Zn-Sub和Zn-Enz之间互补碱基对不足以使其稳定杂交,故Zn-Sub不能被脱氧核酶切割,而分别与Zn-Sub两端杂交的Fluorescent Probe和Quencher Probe由于荧光基团和淬灭基团靠近而发生荧光淬灭。
上述基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测AFB1的检测方法具体包括以下步骤:
(1)将20μL Aptamer(20nM)和20μL Blocking DNA(20nM)于EP管中混合杂交,于30℃孵育5min,以形成双链DNA;加入5μL待检样品,30℃孵育30min,使AFB1与Aptamer结合,释放出Blocking DNA。
其中,Aptamer的序列为:
Figure BDA0003353710070000101
Figure BDA0003353710070000102
其中,Aptamer序列中标粗部分为Blocking DNA的互补序列。
Blocking DNA的序列为:5'-AGACAACACGTGCCCAAC-3'(SEQ ID NO.2)。
(2)继续向EP管中分别加入20μL发夹探针HP(20nM)、20μL发夹探针H1(200nM)和20μL发夹探针H2(200nM)(发夹探针HP、发夹探针H1和发夹探针H2分别由直链探针HP、直链探针H1和直链探针H2在90℃孵育5min冷却后得到,并分别使用Tr is-HAc缓冲液稀释),30℃孵育3h,体系中的Blocking DNA会打开发夹探针HP,使之变为直链,而探针HP暴露的片段会进一步使发夹探针H1、发夹探针H2变为直链并与其互补杂交,引发HCR反应,产生含有同聚嘌呤-同聚嘧啶序列片段的双链DNA。
其中,直链探针HP的序列为:
Figure BDA0003353710070000103
Figure BDA0003353710070000104
其中,直链探针HP中下划线部分为A序列,标粗部分为B序列。
直链探针H1的序列为:
Figure BDA0003353710070000105
Figure BDA0003353710070000106
其中,直链探针H1中标粗部分为C序列,仅标下划线部分为D序列,同时标有下划线和加粗部分为E序列。
直链探针H2的序列为:
Figure BDA0003353710070000107
Figure BDA0003353710070000108
其中,直链探针H2中仅标下划线部分为F序列,仅加粗部分为G序列中与E序列互补的部分,同时标有下划线和加粗部分为G序列中与D序列互补的部分。
(3)孵育结束后,继续向EP管中加入20μL Zn-Sub(500nM)、20μL Zn-Enz(500nM)、5μL AgNO3(150nmol/L)、5μL精胺(160μmol/L)和5μL醋酸锌(2mmol/L),30℃孵育3h,使Zn-Sub和Zn-Enz分别与体系中的含有同聚嘌呤-同聚嘧啶序列片段的双链DNA形成三螺旋DNA,有助于Zn-Sub和Zn-Enz互补,构成稳定的“Y”型结构,在体系中的Zn2+的作用下,Zn-Sub被切割成两部分。其中,AgNO3和精胺有助于形成稳定的三螺旋DNA。
其中,Zn-Sub的序列为:
Figure BDA0003353710070000111
Figure BDA0003353710070000112
其中,Zn-Sub中加粗部分为H序列,仅标下划线部分、同时标有下划线和加粗部分组成的序列为I序列,同时标有下划线和加粗部分的序列为C序列5'端的重复序列;
Zn-Enz的序列为:5'-TCTTCTTCTCTCTCATCTAGTTGAGCTGTCTGCATCA-3'(SEQ IDNO.7);
Zn-Sub被Zn-Enz切割后得到H序列和I序列。
(4)孵育结束后,向EP管中加入20μL Fluorescent Probe(500nM)和20μLQuencher Probe(500nM),30℃孵育1h。步骤(3)中Zn-Sub被切割后得到的两段序列分别与Fluorescent Probe和Quencher Probe杂交,使两者分别携带的荧光基团和淬灭基团无法靠近,荧光不能被淬灭。通过测定体系的荧光强度,并代入标准曲线方程后即可计算出待检样品中的AFB1浓度。
其中,Fluorescent Probe的序列为:5'-TAMRA-CCTTCAACGTCTGCATCAAAAAAA-3'(SEQ ID NO.8);
其中,Fluorescent Probe与H序列互补。
Quencher Probe的序列为:5'-AAGGAGAAGGAGAGAGAT-Dabcyl-3'(SEQ ID NO.9);
其中,Quencher Probe与I序列互补。
在本实施例中,Fluorescent Probe的5'端修饰有荧光基团TAMRA。QuencherProbe的3'端修饰有淬灭基团DABCYL。
基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测AFB1的实际检测效果
1.绘制标准曲线:
使用浓度分别为0、0.4、1、2、3、4、8、12和16nmol/L的AFB1标准品溶液作为检测对象,采用上述实施例中的基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测AFB1的检测方法进行检测,根据AFB1标准品溶液浓度和检测得到的荧光信号强度绘制标准曲线。具体检测步骤如下:
向EP管中加入20μL Aptamer(20nM)和20μL Blocking DNA(20nM),孵育5min;继续向EP管中加入5μL AFB1标准品溶液,30℃孵育30min;继续向EP管中分别加入20μL发夹探针HP(20nM)、20μL发夹探针H1(200nM)和20μL发夹探针H2(200nM),30℃孵育3h;继续向EP管中加入20μL Zn-Sub(500nM)、20μL Zn-Enz(500nM)、5μLAgNO3(150nmol/L)、5μL精胺(160μmol/L)和5μL醋酸锌(2mmol/L),30℃孵育3h;继续向EP管中加入20μL Fluorescent Probe(500nM)和20μL Quencher Probe(500nM),30℃孵育1h;测定荧光强度,每组样品重复检测三次,取平均值。
检测结果如图2所示。
由图2可知,当AFB1浓度在0.4-16nmol/L时,AFB1浓度与荧光强度呈正相关,线性回归方程为:y=46.862x+221.963,相关系数R2=0.9994,线性范围为0.4-16nmol/L,检出限为0.22nmol/L(S/N=3),其中x为AFB1浓度(nmol/L),y为不同浓度AFB1对应的荧光强度。
2.实际样品的测定:
在本实施例中,所使用的待检样品为含有0.5、2.0和4.0ng/g AFB1标准品的花生油。具体检测步骤如下:
向EP管中加入20μL Aptamer(20nM)和20μL Blocking DNA(20nM),孵育5min;继续向EP管中加入5μL待测花生油,30℃孵育30min;继续向EP管中分别加入20μL发夹探针HP(20nM)、20μL发夹探针H1(200nM)和20μL发夹探针H2(200nM),30℃孵育3h;继续向EP管中加入20μL Zn-Sub(500nM)、20μL Zn-Enz(500nM)、5μL AgNO3(150nmol/L)、5μL精胺(160μmol/L)和5μL醋酸锌(2mmol/L),30℃孵育3h;继续向EP管中加入20μL Fluorescent Probe(500nM)和20μL Quencher Probe(500nM),30℃孵育1h;测定荧光强度,每组样品重复检测三次,取平均值。将检测结果代入上述实施例中测得的标准曲线中,计算得到含不同浓度AFB1标准品的花生油所对应的AFB1浓度。
检测结果如表1所示。
表1:
Figure BDA0003353710070000121
Figure BDA0003353710070000131
由表1可知,AFB1的回收率在92.2%-107.8%之间,相对标准偏差在6.9%-8.7%之间,这表明该方法重复性好,准确性高,可有效用于实际样品中AFB1的检测。
基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测AFB1的特异性检测
在本实施例中,所使用的待检样品为AFB1标准品溶液、黄曲霉毒素M1(AFM1)标准品溶液、赭曲霉毒素(OTA)标准品溶液、玉米赤霉烯酮(ZEN)标准品溶液、脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)标准品溶液、伏马菌素(FB1)标准品溶液和T2毒素(T2)标准品溶液,以上待检样品的浓度均为8nmol/L。具体检测步骤如下:
向EP管中加入20μL Aptamer(20nM)和20μL Blocking DNA(20nM),孵育5min;继续向EP管中加入5μL待检样品,30℃孵育30min;继续向EP管中分别加入20μL发夹探针HP(20nM)、20μL发夹探针H1(200nM)和20μL发夹探针H2(200nM),30℃孵育3h;继续向EP管中加入20μL Zn-Sub(500nM)、20μL Zn-Enz(500nM)、5μL AgNO3(150nmol/L)、5μL精胺(160μmol/L)和5μL醋酸锌(2mmol/L),30℃孵育3h;继续向EP管中加入20μL Fluorescent Probe(500nM)和20μL Quencher Probe(500nM),30℃孵育1h;测定荧光强度,每组样品重复检测三次,取平均值。
检测结果如图3所示。
由图3可知,仅AFB1组的荧光强度显著升高,其余组的荧光强度与空白组(Blank)相近,这表明本方法对AFB1的检测具有良好的特异性。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
序列表
<110> 中山大学
<120> 基于三螺旋DNA结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素B1的方法
<160> 9
<170> SIPOSequenceListing 1.0
<210> 1
<211> 47
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 1
gttgggcacg tgttgtctct ctgtgtctcg tgcccttcgc taggccc 47
<210> 2
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 2
agacaacacg tgcccaac 18
<210> 3
<211> 59
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 3
acgtgcccaa cttcctcaga gagaaaagag aggaagagga agttgggcac gtgttgtct 59
<210> 4
<211> 48
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 4
ttcctcttcc tctcttttct ctcttcttct agagagaaaa gagaggaa 48
<210> 5
<211> 48
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 5
agagagaaaa gagaggaaga ggaattcctc tcttttctct ctagaaga 48
<210> 6
<211> 42
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 6
tttttttgat gcagacgttg aaggatctct ctccttctcc tt 42
<210> 7
<211> 37
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 7
tcttcttctc tctcatctag ttgagctgtc tgcatca 37
<210> 8
<211> 24
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 8
ccttcaacgt ctgcatcaaa aaaa 24
<210> 9
<211> 18
<212> DNA
<213> 人工序列(Artificial Sequence)
<400> 9
aaggagaagg agagagat 18

Claims (10)

1.一组检测毒素的探针组,其特征在于,包括Aptamer、Blocking DNA、探针HP、探针H1、探针H2、Zn-Sub、Zn-Enz、Fluorescent Probe和Fluorescent Probe;
所述Aptamer为目标毒素的核酸适配体;
所述Blocking DNA与所述Aptamer的5'端互补;
所述探针HP从5'到3'依次包括:A序列和B序列;
所述A序列为同聚嘌呤序列或同聚嘧啶序列;
所述B序列与所述blocking DNA互补;
所述探针H1从5'到3'依次包括:C序列、D序列和E序列;
所述C序列与A序列互补;
所述D序列为同聚嘌呤序列或同聚嘧啶序列;
所述E序列为同聚嘌呤序列或同聚嘧啶序列;
所述C序列3'端的碱基与所述E序列互补;
所述探针H2从5'到3'依次包括:F序列和G序列;
所述F序列与C序列互补;
所述G序列与D序列和E序列连接而成的序列互补;
所述Zn-Sub为Zn2+特异性DNAzyme的底物链;
所述Zn-Enz为Zn2+特异性DNAzyme的酶链;
所述Zn-Enz的5'端的碱基与所述D序列3'端的碱基和所述E序列连接而成的序列相同;
所述Zn-Sub从5'到3'依次包括:H序列和I序列;
所述Zn-Enz切割所述Zn-Sub得到所述H序列和所述I序列;
所述I序列3'端的序列为所述C序列5'端的重复序列;
所述Fluorescent Probe与所述H序列互补,且所述Quencher Probe与所述I序列互补;或所述Fluorescent Probe与所述I序列互补,且所述Quencher Probe与所述H序列互补;
所述Fluorescent Probe和Quencher Probe分别修饰有荧光基团或淬灭基团中的一种。
2.根据权利要求1所述的探针组,其特征在于,所述荧光基团包括TAMRA、FAM、Cy3和Cy5,所述淬灭基团包括DABCYL、BHQ1、BHQ2和BHQ3。
3.根据权利要求1所述的探针组,其特征在于,所述毒素为AFB1,
所述Aptamer的序列为:5'-GTTGGGCACGTGTTGTCTCTCTGTGTCTCGTGCCCTTCGCTAGGCCC-3'(SEQ ID NO.1);
所述Blocking DNA的序列为:5'-AGACAACACGTGCCCAAC-3'(SEQ ID NO.2);
所述探针HP的序列为:5'-ACGTGCCCAACTTCCTCAGAGAGAAAAGAGAGGAAGAGGAAGTTGGGCACGTGTTGTCT-3'(SEQ ID NO.3);
所述探针H1的序列为:5'-TTCCTCTTCCTCTCTTTTCTCTCTTCTTCTAGAGAGAAAAGAGAGGAA-3'(SEQ ID NO.4);
所述探针H2的序列为:5'-AGAGAGAAAAGAGAGGAAGAGGAATTCCTCTCTTTTCTCTCTAGAAGA-3'(SEQ ID NO.5);
所述Zn-Sub的序列为:5'-TTTTTTTGATGCAGACGTTGAAGGATCTCTCTCCTTCTCCTT-3'(SEQID NO.6);
所述Zn-Enz的序列为:5'-TCTTCTTCTCTCTCATCTAGTTGAGCTGTCTGCATCA-3'(SEQ IDNO.7);
所述Fluorescent Probe的序列为:5'-CCTTCAACGTCTGCATCAAAAAAA-3'(SEQ IDNO.8);
所述Quencher Probe的序列为:5'-AAGGAGAAGGAGAGAGAT-3'(SEQ ID NO.9)。
4.一种检测毒素的试剂盒,其特征在于,包括权利要求1-3任一项所述的探针组。
5.权利要求1-3任一项所述的探针组或权利要求4所述的试剂盒在制备毒素检测产品中的应用。
6.一种定性和/或定量检测毒素的方法,其特征在于,包括以下步骤:将权利要求1-4任一项所述的Aptamer与Blocking DNA混合,然后依次加入待检样品、发夹探针HP、发夹探针H1、发夹探针H2、Zn-Sub、Zn-Enz、恒温扩增试剂、Fluorescent Probe和Quencher Probe进行扩增,根据荧光强度定量毒素浓度。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述恒温扩增试剂包括银离子溶液、锌离子溶液和精胺。
8.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述发夹探针HP、所述发夹探针H1和所述发夹探针H2的制备方法为:将直链探针HP、直链探针H1和直链探针H2分别在85-95℃条件下孵育3-8min。
9.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,恒温扩增体系和扩增条件如下:
恒温扩增体系:
组分 浓度(nM) 体积(μL) Aptamer 10-30 10-30 Blocking DNA 10-30 10-30 发夹探针HP 10-30 10-30 发夹探针H1 100-300 10-30 发夹探针H2 100-300 10-30 Zn-Sub 400-600 10-30 Zn-Enz 400-600 10-30 恒温扩增试剂 / 1-10 Fluorescent Probe 400-600 10-30 Quencher Probe 400-600 10-30 待检样品 / 1-10
扩增条件:
Figure FDA0003353710060000031
10.权利要求1-3任一项所述的探针组或权利要求4所述的试剂盒在食品检测中的应用。
CN202111345112.7A 2021-11-15 2021-11-15 基于三螺旋dna结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素b1的方法 Active CN114184775B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111345112.7A CN114184775B (zh) 2021-11-15 2021-11-15 基于三螺旋dna结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素b1的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111345112.7A CN114184775B (zh) 2021-11-15 2021-11-15 基于三螺旋dna结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素b1的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114184775A true CN114184775A (zh) 2022-03-15
CN114184775B CN114184775B (zh) 2023-10-31

Family

ID=80540226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111345112.7A Active CN114184775B (zh) 2021-11-15 2021-11-15 基于三螺旋dna结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素b1的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114184775B (zh)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105018603A (zh) * 2015-07-01 2015-11-04 中山大学 一种基于三重放大反应串联的恒温指数放大技术及其在microRNA检测中的应用
CN107955830A (zh) * 2017-10-12 2018-04-24 中国海洋大学 一种基于杂交链式反应及DNAzyme信号放大荧光检测黄曲霉素B1的方法
CN109182456A (zh) * 2018-09-18 2019-01-11 中山大学 基于杂交链式反应和动态光散射检测尿液中端粒酶活性的方法
CN110115992A (zh) * 2019-06-06 2019-08-13 福州大学 一种用于霉菌毒素特异识别的核酸适配体功能化聚合柱及其制备方法
US20190292580A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 Rutgers, The State University Of New Jersey Dna logic-gated proximity assembly circuit for biochemical sensing
CN110885459A (zh) * 2019-11-29 2020-03-17 福州大学 一种黄曲霉毒素b1刺激响应的双交联水凝胶的制备及应用
CN110964785A (zh) * 2019-12-16 2020-04-07 武汉大学 一种基于恒温交叉催化核酸酶反应的核酸分析方法
CN111944928A (zh) * 2020-09-01 2020-11-17 湖南工程学院 基于三链dna结构的多维立体网状杂交链式信号放大的检测eb病毒的序列组合和方法
CN111999502A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 湖南农业大学 基于PBNPs原位生长调控多模信号输出的黄曲霉毒素B1检测试剂盒及方法
CN112816450A (zh) * 2021-01-07 2021-05-18 青岛农业大学 检测黄曲霉毒素b1的试剂盒及检测黄曲霉毒素b1的方法
CN112816682A (zh) * 2021-01-28 2021-05-18 浙江省农业科学院 三螺旋dna分子开关探针及其在ota比色快速检测中的应用

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105018603A (zh) * 2015-07-01 2015-11-04 中山大学 一种基于三重放大反应串联的恒温指数放大技术及其在microRNA检测中的应用
CN107955830A (zh) * 2017-10-12 2018-04-24 中国海洋大学 一种基于杂交链式反应及DNAzyme信号放大荧光检测黄曲霉素B1的方法
US20190292580A1 (en) * 2018-03-23 2019-09-26 Rutgers, The State University Of New Jersey Dna logic-gated proximity assembly circuit for biochemical sensing
CN109182456A (zh) * 2018-09-18 2019-01-11 中山大学 基于杂交链式反应和动态光散射检测尿液中端粒酶活性的方法
CN110115992A (zh) * 2019-06-06 2019-08-13 福州大学 一种用于霉菌毒素特异识别的核酸适配体功能化聚合柱及其制备方法
CN110885459A (zh) * 2019-11-29 2020-03-17 福州大学 一种黄曲霉毒素b1刺激响应的双交联水凝胶的制备及应用
CN110964785A (zh) * 2019-12-16 2020-04-07 武汉大学 一种基于恒温交叉催化核酸酶反应的核酸分析方法
CN111999502A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 湖南农业大学 基于PBNPs原位生长调控多模信号输出的黄曲霉毒素B1检测试剂盒及方法
CN111944928A (zh) * 2020-09-01 2020-11-17 湖南工程学院 基于三链dna结构的多维立体网状杂交链式信号放大的检测eb病毒的序列组合和方法
CN112816450A (zh) * 2021-01-07 2021-05-18 青岛农业大学 检测黄曲霉毒素b1的试剂盒及检测黄曲霉毒素b1的方法
CN112816682A (zh) * 2021-01-28 2021-05-18 浙江省农业科学院 三螺旋dna分子开关探针及其在ota比色快速检测中的应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HANG LI等: "Applications of hybridization chain reaction optical detection incorporating nanomaterials: A review", 《ANALYTICA CHIMICA ACTA》, pages 1 - 18 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114184775B (zh) 2023-10-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. Label-free and enzyme-free colorimetric detection of microRNA by catalyzed hairpin assembly coupled with hybridization chain reaction
Wang et al. Label-free colorimetric aptasensor for sensitive detection of ochratoxin A utilizing hybridization chain reaction
US7642056B2 (en) Method and kit for detecting a target protein using a DNA aptamer
Ma et al. Femtogram ultrasensitive aptasensor for the detection of OchratoxinA
CN107446929B (zh) 特异识别赭曲霉毒素a的核酸适配体及其制备方法
CN113702308A (zh) 适配体纳米比色生物传感器及其应用和产品、大肠杆菌的检测方法
CA2811227A1 (en) Capture based nucleic acid detection
CN113640268A (zh) 一种基于CRISPR-Cas12a的妥布霉素检测系统及检测方法
Song et al. Label-free visual detection of nucleic acids in biological samples with single-base mismatch detection capability
Zhu et al. Highly efficient incorporation of dATP in terminal transferase polymerization forming the ploy (A) n-DITO-1 fluorescent probe sensing terminal transferase and T4 polynucleotide kinase activity
Xue et al. Aptamer-based exonuclease protection and enzymatic recycling cleavage amplification homogeneous assay for the highly sensitive detection of thrombin
Lv et al. A label-free fluorescence assay for thrombin based on aptamer exonuclease protection and exonuclease III-assisted recycling amplification-responsive cascade zinc (II)-protoporphyrin IX/G-quadruplex supramolecular fluorescent labels
US8969537B2 (en) Single-stranded nucleic acid aptamers specifically binding to E. coli
KR102184574B1 (ko) 범용성 혼성화연쇄반응을 이용한 핵산 현장 검출용 조성물
CN114184775B (zh) 基于三螺旋dna结合级联信号放大策略检测黄曲霉毒素b1的方法
ZHANG et al. Highly sensitive fluorescent aptasensor for thrombin detection based on competition triggered rolling circle amplification
Jung et al. A signal-on, colorimetric determination of deoxyribonuclease I activity utilizing the photoinduced synthesis of gold nanoparticles
Xie et al. Novel enzyme-linked aptamer assay for the determination of aflatoxin B1 in peanuts
CN115786466A (zh) 一种CRISPR/Cas调控的DNA银纳米簇传感器及其检测肉类掺假的方法和应用
CN114250304A (zh) 一种快速检测循环肿瘤dna基因突变的方法、系统及其应用
CN110095442B (zh) 一种灵敏适配体荧光各向异性分析黄曲霉毒素b1的方法
CN113913432A (zh) 一种四环素双价适配体序列及非酶免标记检测方法
CN113774063A (zh) 呕吐毒素特异性核酸适配体及应用
CN113943736B (zh) 特异性识别6′-唾液酸乳糖的ssDNA适配体及其筛选方法和应用
CN114032289B (zh) 一种抗生素残留检测方法及其检测试剂盒

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant