CN114457193A - 一种SARS-CoV-2引物组、扩增反应试剂盒及可视化现场快速检测方法和应用 - Google Patents

一种SARS-CoV-2引物组、扩增反应试剂盒及可视化现场快速检测方法和应用 Download PDF

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CN114457193A CN202111476184.5A CN202111476184A CN114457193A CN 114457193 A CN114457193 A CN 114457193A CN 202111476184 A CN202111476184 A CN 202111476184A CN 114457193 A CN114457193 A CN 114457193A
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余梦桃
吕瑞卿
王化磊
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宋雨濛
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Abstract

本发明涉及生物检测领域,尤其涉及一种SARS‑CoV‑2引物组、扩增反应试剂盒及可视化现场快速检测方法和应用。引物组包括内引物FIP序列如SEQ ID NO:1、内引物BIP序列如SEQ ID NO:2、外引物F3序列如SEQ ID NO:3、外引物B3序列如SEQ ID NO:4、环引物LF序列如SEQ ID NO:5、环引物LB序列如SEQ ID NO:6;包含以上引物组的试剂盒;技术方案:将待检样品加入使用上述试剂盒的扩增反应体系中充分混匀后短暂离心,再进行恒温扩增反应,产物使用一次性封闭式核酸可视化检测装置进行检测,最后对结果判读。本发明公开的方法特异性强、灵敏度高且操作简单。

Description

一种SARS-CoV-2引物组、扩增反应试剂盒及可视化现场快速 检测方法和应用
技术领域
本发明涉及生物检测领域,特别是涉及一种SARS-CoV-2引物组、扩增反应试剂盒及可视化现场快速检测方法和应用。
背景技术
新型冠状病毒(SARS-CoV-2)属于巢式病毒目,冠状病毒科,β-冠状病毒属,是目前新发现的第七种人冠状病毒,感染后会引起新型冠状病毒肺炎(COVID-19),世界卫生组织也将COVID-19列为国际关注的突发公共卫生事件(PHEIC)。基因组序列分析表明,SARS-CoV-2与严重急性呼吸综合征冠状病毒(SARS-CoV)和中东呼吸综合征冠状病毒 (MERS-CoV)相比传播能力更强。因此,不同于SARS-CoV和MERS-CoV多在医院内发生传播,SARS-CoV-2也可在社区快速传播,增加了防控的难度。
目前,新冠病毒的检测方法已经有很多,但都难以用于严峻形势下的快速检测,例如,病毒分离培养是国际上公认的病毒学检测“金标准”,该方法特异性强,但过程繁琐,耗时较长;血清学试验如酶联免疫吸附试验(ELISA)虽然也具有良好的可行性,但抗体检测有一定的滞后性,需要在人体免疫应答之后才能检出抗体;传统的核酸检测方法如RT-PCR、Real-time RT-PCR等需要非常精密的仪器设备。传统的LAMP需要通过电泳来对扩增产物进行观测,该过程因需开盖操作极易产生气溶胶污染,造成假阳性。也有研究人员在体系中加入镁离子,利用镁离子与体系中的焦磷酸根离子形成焦磷酸镁白色沉淀,从而达到可视化检测,但镁离子的引入会降低扩增效率,且根据肉眼判读焦磷酸镁沉淀产生易造成主观判断误差,需要借助浊度仪对结果进行检测,结果的判定较为复杂。
因此,现有技术中对新冠病毒的检测方法存在着过程繁琐、耗时较长,需要精密仪器设备,易产生气溶胶污染以及结果判定不够直观的问题,都难以应用于严峻形势下的快速检测。
发明内容
为解决上述问题,本发明提出了一种SARS-CoV-2引物组、扩增反应试剂盒以及可视化现场快速检测方法和应用。
首先本发明提供了一种SARS-CoV-2引物组,优选地,包括内引物FIP、内引物BIP、外引物F3、外引物B3、环引物LF和环引物LB,所述内引物 FIP序列如SEQ ID NO:1所示,所述内引物BIP序列如SEQ ID NO:2所示,所述外引物F3序列如SEQ ID NO:3所示,所述外引物B3序列如SEQ ID NO:4所示,所述环引物LF序列如SEQ ID NO:5所示,所述环引物LB序列如SEQID NO:6所示。
优选地,所述的环引物LF的5’端修饰有FITC,所述的环引物LB的5’端修饰有Biotin。
本发明还提供了一种SARS-CoV-2扩增反应试剂盒,优选地,包含上述引物组。
优选地,所述试剂盒中还包含反转录酶、链置换酶DNA聚合酶、聚合酶工作液、硫酸镁溶液、甜菜碱溶液、重悬缓冲液和RNaseFree ddH2O。
本发明还提供了一种应用上述SARS-CoV-2扩增反应试剂盒的可视化现场SARS-CoV-2快速检测方法,优选地,包含以下步骤:
步骤1、将待检样品或N基因全长阳性质粒加入SARS-CoV-2扩增反应试剂盒中充分混匀后短暂离心;
步骤2、在59-65℃的温度下进行恒温扩增反应50-60min;
步骤3、将步骤2扩增反应得到的产物使用一次性封闭式核酸可视化检测装置进行检测;
步骤4、结果判读:若观察到一次性封闭式核酸可视化检测装置的质控线和检测线位置均出现红色条带,则样品中含有SARS-CoV-2;若质控线位置出现红色条带,而检测线位置无条带,则样品中不含SARS-CoV-2;若质控线位置没有出现红色条带,则检测结果无效。
更优选地,所述可视化现场SARS-CoV-2快速检测方法包含以下步骤:
步骤1、将待检样品或N基因全长阳性质粒加入SARS-CoV-2扩增反应试剂盒中充分混匀后短暂离心;
步骤2、在61℃的温度下进行恒温扩增反应50min;
步骤3、将步骤2扩增反应得到的产物使用一次性封闭式核酸可视化检测装置进行检测;
步骤4、结果判读:若观察到一次性封闭式核酸可视化检测装置的质控线和检测线位置均出现红色条带,则样品中含有SARS-CoV-2;若质控线位置出现红色条带,而检测线位置无条带,则样品中不含SARS-CoV-2;若质控线位置没有出现红色条带,则检测结果无效。
优选地,步骤1中所述的N基因全长阳性质粒的序列如SEQIDNO:7 所示。
优选地,所述扩增反应的反应体系包括0.5μL 10μM的内引物FIP、0.5μL 10μM内引物BIP、0.125μL 10μM外引物F3、0.125μL 10μM外引物B3、 0.25μL 10μM环引物LF、0.25μL10μM环引物LB、2.5μL聚合酶工作液、5μL RNA模板、0.5μLAMV反转录酶、1μL Bst2.0
Figure BDA0003393628350000041
DNA聚合酶、3.5μL 10mM dNTP、终浓度4mM的硫酸镁溶液、终浓度0.2M甜菜碱溶液以及 7.25μL RNaseFree ddH2O。
本发明还提供了一种用于上述SARS-CoV-2扩增反应试剂盒在制备 SARS-CoV-2检测制品中的应用,具体地,所述SARS-CoV-2检测制品是指用于筛查SARS-CoV-2感染患者的临床样品或筛查源于犬、水貂、蝙蝠等动物疑似样品的SARS-CoV-2或不以疾病的诊断和治疗为目的的检测或辅助检测待检样品是否含有SARS-CoV-2的检测制品。
与现有技术相比,本发明的有益效果为:
1.本发明提供的SARS-CoV-2引物组特异性强,与SARS-CoV、 MERS-CoV等其他冠状病毒不存在交叉反应;
2.本发明所建立的检测方法灵敏度高,最低检测限为2×101copies/μL阳性质粒或2×101copies/μLSARS-CoV-2RNA,检测结果稳定可靠;
3.本发明提供的可视化现场SARS-CoV-2快速检测方法,简便、高效,不需要精密的变温设备和专业的技术人员,只需在恒温条件下就能获得靶标基因的有效扩增,通过一次性全封闭式核酸可视化检测装置进行扩增结果的判读,既实现了结果的可视化,又避免了气溶胶的污染,且整个扩增与检测过程在50-60min内可以完成,大大缩短了常规PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳判读的检测时间,真正实现了便携式的现场快速诊断。
附图说明
图1是实施例4中不同扩增反应时间的检测结果图;
图2是实施例5中61℃下不同N基因RNA转录本浓度的检测结果图;
图3是实施例6中特异性检测结果图;
图4是实施例6中临床样品评价结果图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步阐述,但不应理解成对本发明的限制。需要说明的是,实施例中使用到的N基因全长阳性质粒购于上海生工生物有限公司;AMV反转录酶购自宝生物工程(大连)公司;病毒 RNA/DNA提取试剂盒购自北京天根天根生化科技公司;一次性封闭式核酸可视化检测装置进行检测购自杭州优思达生物技术有限公司;含有人冠状病毒(HKU1,OC43,229E)、流感病毒(H3N2,H1N1)、腺病毒3型、副流感病毒(1型,2型,3型,4型)等呼吸性病原体核酸的呼吸性病原体试剂盒RP1、 RP2购于ZeptoMetrix公司。
实施例1.
本实施例提供了一种SARS-CoV-2引物组,所述引物组包括内引物FIP、内引物BIP、外引物F3、外引物B3、环引物LF、环引物LB,所述内引物FIP 序列如SEQ ID NO:1所示,所述内引物BIP序列如SEQ ID NO:2所示,所述外引物F3序列如SEQ ID NO:3所示,所述外引物B3序列如SEQ ID NO:4所示,所述环引物LF序列如SEQ ID NO:5所示,所述环引物LB序列如SEQID NO:6 所示,所述的环引物LF的5’端修饰有FITC,所述的环引物LB的5’端修饰有Biotin。
本实施例提供的引物具体序列如表1所示:
表1引物序列
Figure BDA0003393628350000061
实施例2.
本实施例提供了一种SARS-CoV-2试剂盒,优选地,试剂盒中反应体系为25μL,所述反应体系包括0.5μL 10μM内引物FIP、0.5μL 10μM内引物 BIP、0.125μL 10μM外引物F3、0.125μL 10μM外引物B3、0.25μL 10μM环引物LF、0.25μL 10μM环引物LB、2.5μL聚合酶工作液、5μL RNA模板、0.5μL AMV反转录酶、1μL Bst2.0
Figure BDA0003393628350000062
DNA聚合酶、3.5μL 10mMdNTP、终浓度4mM的硫酸镁溶液、终浓度0.2M甜菜碱溶液以及7.25μL RNaseFree ddH2O。实施例3.
本实施例提供了一种应用实施例2中所述的试剂盒的可视化现场 SARS-CoV-2快速检测方法,将待测样本加入到反应体系中充分混合均匀后进行短暂的离心处理,并置于61℃恒温水浴孵育50min,然后将扩增反应得到的产物使用一次性封闭式核酸可视化检测装置进行检测,根据观察质控线和检测线的位置是否出现红色条带,判断检测结果。
实施例4.
将2×102copies/μL、2×101copies/μL和2×100copies/μL的N基因阳性质粒标准品为模板,分别在30min、40min、50min、60min进行扩增,经一次性全封闭式核酸可视化检测装置检测结果,如图1所示,可以看出,扩增时间在50min以上均能检测出2×101copies/μL阳性质粒。
所述N基因全长阳性质粒的序列如SEQ ID NO:7所示,具体为: 5’-ATGTCTGATAATGGACCCCAAAATCAGCGAAATGCACCCCGCATTA CGTTTGGTGGACCCTCAGATTCAACTGGCAGTAACCAGAATGGAGAA CGCAGTGGGGCGCGATCAAAACAACGTCGGCCCCAAGGTTTACCCAA TAATACTGCGTCTTGGTTCACCGCTCTCACTCAACATGGCAAGGAAGA CCTTAAATTCCCTCGAGGACAAGGCGTTCCAATTAACACCAATAGCAGTCCAGATGACCAAATTGGCTACTACCGAAGAGCTACCAGACGAATTC GTGGTGGTGACGGTAAAATGAAAGATCTCAGTCCAAGATGGTATTTCT ACTACCTAGGAACTGGGCCAGAAGCTGGACTTCCCTATGGTGCTAAC AAAGACGGCATCATATGGGTTGCAACTGAGGGAGCCTTGAATACACC AAAAGATCACATTGGCACCCGCAATCCTGCTAACAATGCTGCAATCGT GCTACAACTTCCTCAAGGAACAACATTGCCAAAAGGCTTCTACGCAG AAGGGAGCAGAGGCGGCAGTCAAGCCTCTTCTCGTTCCTCATCACGT AGTCGCAACAGTTCAAGAAATTCAACTCCAGGCAGCAGTAGGGGAA CTTCTCCTGCTAGAATGGCTGGCAATGGCGGTGATGCTGCTCTTGCTT TGCTGCTGCTTGACAGATTGAACCAGCTTGAGAGCAAAATGTCTGGT AAAGGCCAACAACAACAAGGCCAAACTGTCACTAAGAAATCTGCTG CTGAGGCTTCTAAGAAGCCTCGGCAAAAACGTACTGCCACTAAAGCA TACAATGTAACACAAGCTTTCGGCAGACGTGGTCCAGAACAAACCCA AGGAAATTTTGGGGACCAGGAACTAATCAGACAAGGAACTGATTACA AACATTGGCCGCAAATTGCACAATTTGCCCCCAGCGCTTCAGCGTTCT TCGGAATGTCGCGCATTGGCATGGAAGTCACACCTTCGGGAACGTGG TTGACCTACACAGGTGCCATCAAATTGGATGACAAAGATCCAAATTTC AAAGATCAAGTCATTTTGCTGAATAAGCATATTGACGCATACAAAACA TTCCCACCAACAGAGCCTAAAAAGGACAAAAAGAAGAAGGCTGATG AAACTCAAGCCTTACCGCAGAGACAGAAGAAACAGCAAACTGTGAC TCTTCTTCCTGCTGCAGATTTGGATGATTTCTCCAAACAATTGCAACA ATCCATGAGCAGTGCTGACTCAACTCAGGCCTAA-3’。
实施例5.
将浓度为2×1010copies/μL的体外转录获得的SARS-CoV-2的N基因RNA 转录本进行10倍系列稀释至2×10-1copies/μL,作为检测模板,加入反应体系中分别在59℃、61℃、63℃、65℃、67℃条件进行扩增50min,扩增后的产物经一次性全封闭式核酸可视化检测装置进行检测。
所述SARS-CoV-2N基因RNA转录本序列如SEQ ID NO:8所示,具体为: GACGTTCGTGTTGTTTTAGATTTCATCTAAACGAACAAACTAAAATGT CTGATAATGGACCCCAAAATCAGCGAAATGCACCCCGCATTACGTTTG GTGGACCCTCAGATTCAACTGGCAGTAACCAGAATGGAGAACGCAGT GGGGCGCGATCAAAACAACGTCGGCCCCAAGGTTTACCCAATAATAC TGCGTCTTGGTTCACCGCTCTCACTCAACATGGCAAGGAAGACCTTAA ATTCCCTCGAGGACAAGGCGTTCCAATTAACACCAATAGCAGTCCAGA TGACCAAATTGGCTACTACCGAAGAGCTACCAGACGAATTCGTGGTG GTGACGGTAAAATGAAAGATCTCAGTCCAAGATGGTATTTCTACTACCTAGGAACTGGGCCAGAAGCT。
在61℃、63℃、67℃条件下,N基因RNA转录本浓度≥2×102copies/μL 时质控线和检测线均呈现红色条带,即检测结果为SARS-CoV-2阳性;在 61℃条件下,N基因RNA转录本浓度≥2×101copies/μL时质控线和检测线均呈现红色条带,见图2,结果可以证明,本发明方法的最低可检测到2×101 copies/μL RNA转录本,敏感度较高。
实施例6.
应用本发明提供方法分别对含有SARS-CoV-2N基因的重组质粒 pUC57-N、体外转录获得的SARS-CoV-2的N基因RNA转录本、MERS-CoV RNA、HKU4 RNA、SARSr-CoV及试剂盒RP1和RP2中的呼吸性病原体核酸作为模板对本发明提供的试剂盒和方法进行评价,结果见图3,可以证明本发明所建立的方法与SARSr-CoV和MERS-CoV、HKU4、HKU1、OC43、229E 冠状病毒及其他呼吸性病原体不存在交叉反应,该方法具有较强的特异性。
实施例7.
采集SARS-CoV-2感染的BALB/c小鼠和猴的呼吸道分泌物,包括 BALB/c小鼠咽拭子样品6份(分别编号M6-M9、M12-M13)、食蟹猴咽拭子样品5份(分别编号M1-M5)、健康BALB/c小鼠和食蟹猴咽拭子样品各1份(分别编号M10、M11),使用病毒RNA/DNA提取试剂盒提取上述样品的RNA,采用实施例3所述的检测方法进行检测,并且同时用Real-time RT-PCR方法进行检测,图4以看出本发明的检测结果与Real-time RT-PCR方法检测结果完全一致,11份SARS-CoV-2感染的BALB/c小鼠和食蟹猴呼吸道样品均为 SARS-CoV-2阳性,2份健康BALB/c小鼠和食蟹猴呼吸道样品均为 SARS-CoV-2阴性。以上表明本发明的SARS-CoV-2试剂盒及检测方法在疑似SARS-CoV-2阳性样品的临床筛查中是可行的。
SEQUENCE LISTING
<110> 吉林大学
<120> 一种 SARS-CoV-2 引物组、扩增反应试剂盒及可视化现场快速检测方法和应用
<160> 8
<170> PatentIn version 3.5
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caagatggta tttctactac ctaggaactg ggccagaagc t 401

Claims (9)

1.一种SARS-CoV-2引物组,其特征在于,所述引物组包括内引物FIP、内引物BIP、外引物F3、外引物B3、环引物LF和环引物LB,所述内引物FIP序列如SEQ ID NO:1所示,所述内引物BIP序列如SEQ ID NO:2所示,所述外引物F3序列如SEQ ID NO:3所示,所述外引物B3序列如SEQ ID NO:4所示,所述环引物LF序列如SEQ ID NO:5所示,所述环引物LB序列如SEQ IDNO:6所示。
2.根据权利要求1所述的SARS-CoV-2引物组,其特征在于,所述的环引物LF的5’端修饰有FITC,所述的环引物LB的5’端修饰有Biotin。
3.一种SARS-CoV-2扩增反应试剂盒,其特征在于,所述试剂盒中包含权利要求1或2所述的引物组。
4.根据权利要求3所述的SARS-CoV-2扩增反应试剂盒,其特征在于,所述试剂盒中还包含反转录酶、链置换酶DNA聚合酶、聚合酶工作液、硫酸镁溶液、甜菜碱溶液、重悬缓冲液和RNaseFree ddH2O。
5.一种应用权利要求3或4所述的SARS-CoV-2扩增反应试剂盒的可视化现场SARS-CoV-2快速检测方法,其特征在于,包含以下步骤:
步骤1、将待检样品或N基因全长阳性质粒加入SARS-CoV-2扩增反应试剂盒中充分混匀后短暂离心;
步骤2、在59-65℃的温度下进行恒温扩增反应50-60min;
步骤3、将步骤2扩增反应得到的产物使用一次性封闭式核酸可视化检测装置进行检测;
步骤4、结果判读:若观察到一次性封闭式核酸可视化检测装置的质控线和检测线位置均出现红色条带,则样品中含有SARS-CoV-2;若质控线位置出现红色条带,而检测线位置无条带,则样品中不含SARS-CoV-2;若质控线位置没有出现红色条带,则检测结果无效。
6.根据权利要求5所述的可视化现场SARS-CoV-2快速检测方法,其特征在于,包含以下步骤:
步骤1、将待检样品或N基因全长阳性质粒加入SARS-CoV-2扩增反应试剂盒中充分混匀后短暂离心;
步骤2、在61℃的温度下进行恒温扩增反应50min;
步骤3、将步骤2扩增反应得到的产物使用一次性封闭式核酸可视化检测装置进行检测;
步骤4、结果判读:若观察到一次性封闭式核酸可视化检测装置的质控线和检测线位置均出现红色条带,则样品中含有SARS-CoV-2;若质控线位置出现红色条带,而检测线位置无条带,则样品中不含SARS-CoV-2;若质控线位置没有出现红色条带,则检测结果无效。
7.根据权利要求5所述的可视化现场SARS-CoV-2快速检测方法,其特征在于,步骤1中所述的N基因全长阳性质粒的序列如SEQ ID NO:7所示。
8.根据权利要求5所述的可视化现场SARS-CoV-2快速检测方法,其特征在于,所述扩增反应的反应体系包括0.5μL 10μM/L的内引物FIP、0.5μL 10μM的内引物BIP、0.125μL 10μM外引物F3、0.125μL 10μM外引物B3、0.25μL 10μM环引物LF、0.25μL 10μM环引物LB、2.5μL聚合酶工作液、5μLRNA模板、0.5μLAMV反转录酶、1μL Bst2.0
Figure FDA0003393628340000021
DNA聚合酶、3.5μL10mM dNTP、终浓度4mM的硫酸镁溶液、终浓度0.2M甜菜碱溶液以及7.25μL RNaseFreeddH2O。
9.一种权利要求3或4所述的SARS-CoV-2扩增反应试剂盒在制备SARS-CoV-2检测制品中的应用,其特征在于,所述SARS-CoV-2检测制品是指用于筛查SARS-CoV-2感染患者的临床样品或筛查源于犬、水貂、蝙蝠等动物疑似样品的SARS-CoV-2或不以疾病的诊断和治疗为目的的检测或辅助检测待检样品是否含有SARS-CoV-2的检测制品。
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