CN115838429B - 一种Taq DNA聚合酶抗体组合及其应用 - Google Patents

一种Taq DNA聚合酶抗体组合及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种Taq DNA聚合酶抗体组合,包括第一Taq DNA聚合酶抗体和第二Taq DNA聚合酶抗体;所述第一Taq DNA聚合酶抗体具有封闭Taq DNA聚合酶5’‑3’聚合酶活性的能力;所述第二Taq DNA聚合酶抗体具有封闭Taq DNA聚合酶5’‑3’外切酶活性的能力。所述第一Taq DNA聚合酶抗体选自单克隆抗体F2B2、F7H6、F6F12、F12H12中的一种或几种;所述第二Taq DNA聚合酶抗体为单克隆抗体R8F3。每个组合均能在预变性阶段前的广泛的温度范围封闭Taq酶的5’‑3’聚合酶活性及5’‑3’外切酶活性。

Description

一种Taq DNA聚合酶抗体组合及其应用
技术领域
本发明涉及一种Taq DNA聚合酶抗体组合及其应用,属于Taq DNA聚合酶技术领域。
背景技术
Taq DNA聚合酶(简称,Taq酶)是科学家从生活在美国黄石国家森林公园火山温泉中分离的水生栖热菌中分离纯化到了一种耐热的DNA聚合酶。这种酶非常适合PCR技术,可使PCR过程实现自动连续循环,大大提高PCR的效率。
PCR技术具有特异性强、灵敏度高、快速、简便及重复性好等特点。但是Taq酶在20℃-37℃下仍有一定聚合酶活性,这对PCR反应是不利的,容易产生非特异性的扩增以及产生引物二聚体。目前可以通过很多途径以达到热启动的目的,如对酶进行基因突变、物理隔绝、化学修饰、核酸引物修饰等。但是这些方法均有不利的因素,如酶活封闭不完全、影响PCR的复杂性、影响酶的续进性、忠实性或方法比较繁琐等。
针对上述中的相关技术的缺点,采用单克隆抗体修饰Taq酶是一种相对更好的方法。Taq酶抗体是热启动PCR用抗Taq酶的抗体,其与Taq酶结合后抑制DNA聚合酶活性。在PCR扩增时,高温变性前Taq酶抗体与Taq酶结合抑制DNA聚合酶活性,能够在低温条件下有效抑制引物的非特异性退火及引物二聚体引起的非特异性扩增。
然目前国内外的Taq酶抗体往往只在聚合酶封闭效率上有优势或者在外切酶封闭效率上有优势,很难两者兼顾,或者单种的Taq酶抗体在预变性阶段前的广泛的温度范围(0~70℃)内的某一最佳温度范围内具有较好的聚合酶封闭效率或外切酶封闭效率,这导致经使用单一种Taq酶抗体酶的封闭效果不佳。
发明内容
本发明提供了一种Taq DNA聚合酶抗体组合及其应用,可以有效解决上述问题。
本发明是这样实现的:
一种Taq DNA聚合酶抗体组合,包括第一Taq DNA聚合酶抗体和第二Taq DNA聚合酶抗体;所述第一Taq DNA聚合酶抗体具有封闭Taq DNA聚合酶5’-3’端的聚合酶活性的能力;所述第二Taq DNA聚合酶抗体具有封闭Taq DNA聚合酶5’-3’端的外切酶活性的能力。
作为进一步改进的,所述第一Taq DNA聚合酶抗体选自单克隆抗体F2B2、F7H6、F6F12、F12H12中的一种或几种;所述单克隆抗体F2B2的重链可变区序列的CDR1序列如SEQID NO:1所示,CDR2序列如SEQ IDNO:2所示,CDR3序列如SEQ ID NO:3所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:4所示,CDR2序列如SEQ ID NO:5所示,CDR3序列如SEQ ID NO:6所示;所述单克隆抗体F7H6的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:11所示,CDR2序列如SEQ ID NO:12所示,CDR3序列如SEQ ID NO:13所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQID NO:14所示,CDR2序列如SEQ ID NO:15所示,CDR3序列如SEQ ID NO:16所示;所述单克隆抗体F6F12的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ IDNO:21所示,CDR2序列如SEQ ID NO:22所示,CDR3序列如SEQ ID NO:23所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:24所示,CDR2序列如SEQ ID NO:25所示,CDR3序列如SEQ ID NO:26所示;所述单克隆抗体F12H12的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:31所示,CDR2序列如SEQ ID NO:32所示,CDR3序列如SEQ ID NO:33所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:34所示,CDR2序列如SEQ ID NO:35所示,CDR3序列如SEQ ID NO:36所示。
作为进一步改进的,所述第二Taq DNA聚合酶抗体为单克隆抗体R8F3;所述单克隆抗体R8F3的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ IDNO:41所示,CDR2序列如SEQ ID NO:42所示,CDR3序列如SEQ ID NO:43所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:44所示,CDR2序列如SEQ ID NO:45所示,CDR3序列如SEQ ID NO:46所示。
作为进一步改进的,所述单克隆抗体F2B2的其重链可变区序列如SEQ ID NO:7所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:8所示。
作为进一步改进的,所述单克隆抗体F7H6的其重链可变区序列如SEQ ID NO:17所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:18所示。
作为进一步改进的,所述单克隆抗体F6F12的其重链可变区序列如SEQ ID NO:27所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:28所示。
作为进一步改进的,所述单克隆抗体F12H12的其重链可变区序列如SEQ ID NO:37所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:38所示。
作为进一步改进的,所述单克隆抗体R8F3的其重链可变区序列如SEQ ID NO:47所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:48所示。
作为进一步改进的,所述第一Taq DNA聚合酶抗体和第二Taq DNA聚合酶抗体的质量比为0.5-1.5:1。
一种上述的Taq DNA聚合酶抗体组合在降低Taq DNA聚合酶的非特异性扩增中的应用。
本发明的有益效果是:
本发明提供了4种的Taq酶单克隆抗体组合,每个组合均具有较佳的在预变性阶段前的广泛的温度范围(0~70℃)内封闭Taq酶的5’-3’端聚合酶活性及5’-3’端外切酶活性的效果。其解除5’-3’端聚合酶封闭效果的温度分别65℃、65℃、75℃、75℃,解除5’-3’端外切酶活性的温度分别为65℃、65℃、65℃、70℃,在低浓度q-PCR的检测结果均好于或等于现有的Taq酶抗体。
本发明提供了4种的Taq酶单克隆抗体组合的扩增灵敏度高,能很好的扩增出低浓度5copies/反应的样本
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案,下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是Taq DNA聚合酶抗体组合1的聚合酶活性/外切活性封闭效率图。
图2是Taq DNA聚合酶抗体组合2的聚合酶活性/外切活性封闭效率图。
图3是Taq DNA聚合酶抗体组合3的聚合酶活性/外切活性封闭效率图。
图4是Taq DNA聚合酶抗体组合3的聚合酶活性/外切活性封闭效率图。
图5是抗体酶1与商抗酶及野生型Taq酶在低浓度样本下q-PCR图。
图6是抗体酶2与商抗酶及野生型Taq酶在低浓度样本下q-PCR图。
图7是抗体酶3与商抗酶及野生型Taq酶在低浓度样本下q-PCR图。
图8是抗体酶4与商抗酶及野生型Taq酶在低浓度样本下q-PCR图。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施方式中的附图,对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式是本发明一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
实施例1
野生型Taq DNA聚合酶制备
本发明根据NCBI查找到的野生型Taq DNA聚合酶的序列(GenBank:MG727867.1),合成基因并导入pET28a载体,再将载体转化进BL21(DE3)感受态细胞,挑选单菌落菌株,37℃培养至OD值为0.6-0.8,加入IPTG诱导表达,离心收菌,超声破碎细菌,离心取上清,上清72度热处理30min,离心取上清,过镍柱亲和层析得到野生型Taq DNA聚合酶。
上述操作为本领域技术人员所公知,不再具体描述。
实施例2
组合抗体制备
本发明制备了5个Taq DNA聚合酶的单克隆抗体,分别为F2B2、F7H6、F6F12、F12H12、及R8F3。使用野生型Taq DNA聚合酶多次免疫小鼠后,通过ELISA法筛选阳性小鼠,并融合脾细胞制备杂交瘤细胞,进一步筛选出分泌高亲和活性和中和活性抗体的单克隆杂交瘤细胞,进而制备出Taq DNA聚合酶的单克隆抗体。小鼠免疫方法、ELISA筛选方法、杂交瘤细胞融合、筛选、培养方法均为本领域技术人员所公知。
具体信息如下:
F2B2的氨基酸序列如下:
重链CDR1序列:YYVF(SEQ ID NO:1)
重链CDR2序列:GNPDNDTNFEKFKT(SEQ ID NO:2)
重链CDR3序列:SLRLRYFDY(SEQ ID NO:3)
轻链CDR1序列:ASQDSNYL(SEQ ID NO:4)
轻链CDR2序列:YSRLH(SEQ ID NO:5)
轻链CDR3序列:QQNTLPT(SEQ ID NO:6)
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轻链序列:
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F7H6的氨基酸序列如下:
重链CDR1序列:YWIN(SEQ ID NO:11)
重链CDR2序列:DYPGSSTYYEKFKS(SEQ ID NO:12)
重链CDR3序列:GLGTFFY(SEQ ID NO:13)
轻链CDR1序列:ASQSSTSSSFMH(SEQ ID NO:14)
轻链CDR2序列:YSNLE(SEQ ID NO:15)
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F6F12的氨基酸序列如下:
重链CDR1序列:YWMH(SEQ ID NO:21)
重链CDR2序列:MAPSNETGLQNFSD(SEQ ID NO:22)
重链CDR3序列:GLRLRYFDY(SEQ ID NO:23)
轻链CDR1序列:ASQDSNYL(SEQ ID NO:24)
轻链CDR2序列:YSRLH(SEQ ID NO:25)
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F12H12的氨基酸序列如下:
重链CDR1序列:YTIH(SEQ ID NO:31)
重链CDR2序列:YHPSYYTNYQKFKD(SEQ ID NO:32)
重链CDR3序列:GRLTAAGNYFY(SEQ ID NO:33)
轻链CDR1序列:ASQDGNFL(SEQ ID NO:34)
轻链CDR2序列:YSTLH(SEQ ID NO:35)
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R8F3的氨基酸序列如下:
重链CDR1序列:YIIH(SEQ ID NO:41)
重链CDR2序列:WYPGSIIKFEKFKD(SEQ ID NO:42)
重链CDR3序列:HGYGRGAY(SEQ ID NO:43)
轻链CDR1序列:ASQNDTNV(SEQ ID NO:44)
轻链CDR2序列:SSYRY(SEQ ID NO:45)
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轻链序列为:
DIKITQSQKIMSTSVGDRVSVTCASQNDTNVWYQQKPGQSPKVLIYSSYRYGVPDRFTGSGSGTDFTLTISNVQSEDLAEYCCQQNNNPTFGGGTKLEIKRTDAAPTVSIFPPSSEQLTSGGASVVCFLNNFYPKDINVKWKIDGSERQNGVLNSWTDQDSKDSTYSMSSTLTLTKDEYERHNSYTCEATHKTSTSPIVKSFNRNEC(SEQ ID NO:50)
按照质量比1:1取F2B2、F6F12、F12H12、F7H6分别与R8F3组合,混合成抗体组合4个。组合抗体1:F2B2与R8F3;组合抗体2:F7F6与R8F3;组合抗体3:F6H12与R8F3;组合抗体4:F12H12与R8F3。
实施例3
抗体酶、商抗酶及野生Taq酶制备
取抗体组合1-4,浓度为5mg/mL,分别与浓度为0.5mg/mL的野生Taq DNA聚合酶按照2:1的质量比混合均匀,37度孵育30min,即为抗体酶1-4。
另取浓度为0.5mg/mL的野生型Taq DNA聚合酶加相同体积的抗体储存缓冲液混合均匀,37度孵育30min,为野生Taq酶。
取现有抗体(购自TAKARA)与浓度为0.5mg/mL的野生Taq DNA聚合酶混合均匀,混合比例为抗体与酶的质量比2:1,即为商抗酶。
实施例4
5’-3’聚合酶活性封闭性检测
取发夹型寡核苷酸TAGCGAAGGATGTGAACCTAATCCCTGCTCCCGCGGCCGATCTGCCGGCCGCGG(SEQ ID NO:51),稀释至100μmol/L。
配制10×PCR buffer:250mmol/L Tris-HCl,50mmol/L(NH4)·SO4,500mmol/LKCl,1%(体积比)Tritonx-100,pH8.8(25℃),25mmol/L MgCl2,25mmol/L dNTP。
按照下表1配方配制,所有操作在冰上进行,每个实验均有三个重复:
表1
反应液组分 用量(μL)
10×PCR buffer 2.5
PicoGreen 0.5
发夹型寡核苷酸 0.1
野生Taq酶或抗体酶 0.5
纯化水 21.4
在荧光定量PCR仪上设置温度程序:
扩增温度为37℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃;扩增时间为16s;120个循环;荧光采集通道:FAM。
将加入反应液的PCR八联管置于荧光定量PCR仪前,按照以上温度分别预热荧光定量PCR仪半小时,开始聚合反应。
反应结束后,根据荧光定量PCR数据,计算第120cycles的荧光值与初始值的差异。检测酶的5’-3’聚合酶活性封闭效果=1-测试抗体酶的前后荧光差异/野生Taq酶的前后荧光值差异。
结果如图1-4所示,组合抗体1-4均能在55℃封闭野生Taq DNA聚合酶5’-3’聚合酶活性,且封闭效率均97%以上,其中组合抗体1-4的分别在65℃、65℃、75℃、75℃开始解除封闭作用。
实施例5
5’-3’外切酶活性封闭性检测
取发夹型寡核苷酸探针,序列5’-FAM-CTAGCTC(BHQ)CATGGTCCGTAGGCGTAACGGTCCCGGGTAGATCCCGGTCCGATGGGCCTTAGACTGTC-3’(SEQ ID NO:52),稀释至100μmol/L。
配制10×PCR buffer:250mmol/L Tris-HCl,50mmol/L(NH4)·SO4,500mmol/LKCl,1%(体积比)Tritonx-100,pH8.8(25℃),25mmol/L MgCl2,25mmol/L dNTP。
按照以下表2配方配制,所有操作在冰上进行,每个实验均有三个重复:
反应液组分 用量(μL)
10×PCR buffer 2.5
发夹型寡核苷酸探针 0.05
野生Taq酶或抗体酶 0.5
纯化水 21.95
总计 25
在荧光定量PCR仪上设置不同温度程序,检测不同温度下封闭效果:
扩增温度分别为37℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃;扩增时间为30s;80个循环;荧光采集通道:FAM。
将加入反应液的PCR八联管置于荧光定量PCR仪前,按照以上温度分别预热荧光定量PCR仪半小时,开始反应。
反应结束后,根据荧光定量PCR数据,计算第80cycles的荧光值与初始值的差异。检测酶的5’-3’外切酶活性封闭效果=100%-测试抗体酶的前后荧光差异/野生Taq酶的前后荧光值差异。
结果如图1-4所示,组合抗体1-4均能在60℃封闭野生Taq DNA聚合酶5’-3’外切酶活性,且封闭效率均96%以上,其中组合抗体1-4的分别在65℃、65℃、65℃、70℃开始解除封闭作用。
实施例6
q-pcr检测HBV样本扩增效果
合成引物HBV-L,序列为CAATCACTCACCAACCTCCTG
(SEQ ID NO:53),引物HBV-R,序列为CGGGCAACATACCTTGATAA(SEQ ID NO:54),探针HBV-P,序列为5’-FAM-CCAATTTGTCCTGGTTATCG(BHQ)-3’(SEQ ID NO:55)。稀释至100μmol/L。
样本为HBV阳性血清,采用购置于天根生化科技的血清/血浆游离DNA提取试剂盒(货号DP339)提取样本DNA,根据HBV的q-pcr试剂盒测定样本DNA的拷贝数,制备5copies/5μL低浓度样本。
配制10×PCR buffer 2:250mmol/L Tris-HCl,50mmol/L(NH4)·SO4,500mmol/LKCl,1%(体积比)Tritonx-100,pH8.8(25℃),25mmol/LMgCl2,25mmol/L dNTP,1mmol/LEDTA·2Na。
实验分成三组,分别为抗体酶组、野生Taq酶组及商抗酶组。
抗体酶:取抗体组合1-4,浓度为5mg/mL,分别与浓度为0.5mg/mL的野生Taq DNA聚合酶按照2:1的质量比混合均匀,37度孵育30min,即为抗体酶1-4。
野生Taq酶:另取浓度为0.5mg/mL的野生型Taq DNA聚合酶加相同体积的抗体储存缓冲液混合均匀,37度孵育30min。
商抗酶:取现有抗体(购自TAKARA)与浓度为0.5mg/mL的野生Taq DNA聚合酶混合均匀,混合比例为抗体与酶的质量比2:1。
按照以下表3配方配制
表3
Figure BDA0003963326650000171
Figure BDA0003963326650000181
在荧光定量PCR仪上设置温度程序如表4所示:
表4
Figure BDA0003963326650000182
结果如图5-8所示,抗体酶1-4均能很好的扩增出低浓度5copies/反应的样本,相比野生Taq酶,抗体酶扩增灵敏度有很大提升。相比商抗酶,抗体酶1扩增CT值及荧光终值有一定提升。相比商抗酶,抗体酶2扩增CT值提前1个CT值,荧光终值略微高些。相比商抗酶,抗体酶3扩增CT值和荧光终值略微高些。相比商抗酶,抗体酶4扩增CT值略微高些,荧光终值明显提高。说明抗体酶1-4的扩增效率和检测灵敏度均有一定的提升。
本发明公开了4种Taq DNA聚合酶抗体组合,可特异结合野生型Taq DNA聚合酶,同时封闭其5’-3’聚合酶活性和5’-3’外切酶活性,但封闭的最高温度有差异,4种组合与野生Taq DNA聚合酶混合的抗体酶因这种差异在低样本浓度的扩增中,表现略有差异,并且4种抗体酶的效果均好于商抗酶。
以上所述仅为本发明的优选实施方式而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种Taq DNA聚合酶抗体组合,其特征在于,包括第一Taq DNA聚合酶抗体和第二TaqDNA聚合酶抗体;所述第一Taq DNA聚合酶抗体具有封闭Taq DNA聚合酶5’-3’聚合酶活性的能力;所述第二Taq DNA聚合酶抗体具有封闭Taq DNA聚合酶5’-3’外切酶活性的能力;所述第一Taq DNA聚合酶抗体选自单克隆抗体F2B2、F7H6、F6F12、F12H12中的一种或几种;所述单克隆抗体F2B2的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:1所示,CDR2序列如SEQ IDNO:2所示,CDR3序列如SEQ ID NO:3所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:4所示,CDR2序列如SEQ ID NO:5所示,CDR3序列如SEQ ID NO:6所示;所述单克隆抗体F7H6的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:11所示,CDR2序列如SEQ ID NO:12所示,CDR3序列如SEQ ID NO:13所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:14所示,CDR2序列如SEQID NO:15所示,CDR3序列如SEQ ID NO:16所示;所述单克隆抗体F6F12的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:21所示,CDR2序列如SEQ ID NO:22所示,CDR3序列如SEQ ID NO:23所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:24所示,CDR2序列如SEQ ID NO:25所示,CDR3序列如SEQ ID NO:26所示;所述单克隆抗体F12H12的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:31所示,CDR2序列如SEQ ID NO:32所示,CDR3序列如SEQ ID NO:33所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:34所示,CDR2序列如SEQ ID NO:35所示,CDR3序列如SEQ ID NO:36所示;所述第二Taq DNA聚合酶抗体为单克隆抗体R8F3;所述单克隆抗体R8F3的重链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:41所示,CDR2序列如SEQ ID NO:42所示,CDR3序列如SEQ ID NO:43所示,其轻链可变区序列的CDR1序列如SEQ ID NO:44所示,CDR2序列如SEQ ID NO:45所示,CDR3序列如SEQ ID NO:46所示。
2.根据权利要求1所述的Taq DNA聚合酶抗体组合,其特征在于,所述单克隆抗体F2B2的其重链可变区序列如SEQ ID NO:7所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:8所示。
3.根据权利要求1所述的Taq DNA聚合酶抗体组合,其特征在于,所述单克隆抗体F7H6的其重链可变区序列如SEQ ID NO:17所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:18所示。
4.根据权利要求1所述的Taq DNA聚合酶抗体组合,其特征在于,所述单克隆抗体F6F12的其重链可变区序列如SEQ ID NO:27所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:28所示。
5.根据权利要求1所述的Taq DNA聚合酶抗体组合,其特征在于,所述单克隆抗体F12H12的其重链可变区序列如SEQ ID NO:37所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:38所示。
6.根据权利要求1所述的Taq DNA聚合酶抗体组合,其特征在于,所述单克隆抗体R8F3的其重链可变区序列如SEQ ID NO:47所示,其轻链可变区序列如SEQ ID NO:48所示。
7.根据权利要求1所述的Taq DNA聚合酶抗体组合,其特征在于,所述第一Taq DNA聚合酶抗体和第二Taq DNA聚合酶抗体的质量比为0.5-1.5:1。
8.一种权利要求1至7任一项所述的Taq DNA聚合酶抗体组合在降低Taq DNA聚合酶的非特异性扩增中的应用。
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