CN205616891U - 一种高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片。本申请的基因芯片，包括芯片基片和探针；芯片基片分为HPV检测区、阳性质控区、阴性质控区、PCR内对照区和定位区；HPV检测区固定样品检测的人乳头瘤病毒特异性检测探针，阳性质控区含至少三个并排重复阳性质控探针检测点，定位区含至少三个重复定位点，阴性质控区含至少三个重复阴性质控探针检测点，PCR内对照区含至少三个重复PCR内对照探针检测点。本申请的基因芯片，对芯片结构进行分区布置，提高了检测准确性；增加阳性和阴性质控，避免假阳性假阴性，提高检测质量。并且，能实现34种HPV分型检测，为HPV分型检测提供了一种快速、灵敏、高通量的新检测途径。
Description
技术领域
本申请涉及人乳头癌病毒检测领域，特别是涉及一种高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片。
背景技术
人乳头瘤病毒(Human Pappillomavirus，HPV)是一类感染人类皮肤粘膜上皮细胞DNA的病毒，到目前为止已经发现了大约100多种HPV型，其中有40多种型别可感染人类的泌尿生殖道。根据HPV基因组E6、E7和L1区开放阅读框核苷酸顺序同源性不超过90％的定义，一些型别根据上述区域同源性在90％-98％，而不超过98％还可进一步分为不同的亚型。
HPV可以引起人全身各部位的皮肤或者粘膜感染，导致多种上皮组织疾病，例如皮肤寻常疣、扁平疣和外生殖器的尖锐湿疣等。宫颈上皮组织长期感染的某些型别的HPV可能引起基因突变，导致感染部位发生癌变。没有HPV感染不可能导致宫颈癌，而有HPV感染不一定会导致疾病和宫颈癌。因为HPV感染大多数是一过性感染，即在感染后短期内靠自身免疫力恢复转归，不会导致疾病。只有少数转为持续性感染，也只有少数可能存在反复性的感染。据统计，80％的女性一生有可能至少感染HPV一次。目前根据导致宫颈癌风险的高低将这些HPV分为高危型HPV和低危型HPV，前者被认为具有引发妇女发生宫颈癌的型别，主要包括HPV 16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68、26、53、66、67、69、73、82等。低危性HPV主要引起尖锐湿疣，包括HPV6、11、40、42、43、44、54、55、57、61、71、81、83等。
由于HPV目前还不能进行体外培养，免疫学的抗体检测缺乏可靠一致的结果，HPV的检测主要依赖于细胞学和分子生物学的基因检测方法。目前基于PCR对多种型别HPV的检测方法，主要是反向点杂交法，在一张较大的约几个厘米至十多厘米的膜条或其他基质上附着HPV检测的DNA探针，这种方法无法做到对更多型别的多指标大样本量进行平行的高通量的快检测。
生物芯片(biochip或bioarray)是采用能够并行处理生物样本中的多个信息的微处理单元形成的集合体，根据生物分子间特异相互作用的原理，将生物分子分析过程集成于芯片表面，从而实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质以及其他生物成分的高通量快速检测。狭义的生物芯片概念是指通过不同方法将生物分子，如寡核苷酸、cDNA、genomic DNA、多肽、抗体、抗原等，固着于硅片、玻璃片、玻璃珠、塑料片、塑料珠、凝胶、尼龙膜等固相递质上形成的生物分子点阵。基因芯片和DNA微阵列技术是生物芯片的一个种类，采用以阵列方式设定在平面基质载体上，形成能够并行处理生物样本中多个基因信息的微处理单元，它具有微型化和并行处理的特征，点阵排布点直径在500μm以内，相邻两个点的中心点间距在1000μm以内。微阵列芯片体积小，点径为微米级别，可实现对更多型别、更多指标及大样本量进行平行的高通量的快检测。
目前针对高危型HPV和低危型HPV已经有多个试剂盒，其中已获得授权的CN103409553A专利披露了检测29种高危型HPV和低危型HPV的基因芯片和相关试剂。但是，如前面提到，目前已经发现约100多种HPV型中可感染人类的泌尿生殖道有大约40多种型别；因此，仅针对29种高危型HPV和低危型HPV的检测试剂盒或试剂已经不能满足实际检测和研究的需求。并且，现有的基因芯片结构设计不尽合理，检测结果准确性欠佳。
发明内容
本申请的目的是提供一种新的高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片。
为了实现上述目的，本申请采用了以下技术方案：
本申请公开了一种高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片，包括芯片基片，和固定于芯片基片上的探针；芯片基片分为HPV检测区1、阳性质控区2、阴性质控区3、PCR内对照区4和定位区5；HPV检测区1固定有用于样品检测的人乳头瘤病毒特异性检测探针，阳性质控区2含有至少三个并排重复的阳性质控探针的检测点，定位区5含有至少三个并排重复的定位点，阴性质控区3含有至少三个并排重复的阴性质控探针的检测点，PCR内对照区4含有至少三个并排重复的PCR内对照探针的检测点。
其中，阳性质控探针(缩写PC)和杂交质控品为互补的核苷酸序列，选自Arabidopsis thaliana homeobox-leucine zipper protein HAT1mRNA基因。
需要说明的是，本申请的基因芯片采用特殊的微阵列结构设计，将三个重复的定位点设计在一个定位区里面，与CN103409553A专利的在芯片基片的右上角、右下角和左上角分别设置一个定位点的结构相比，本申请的设计结构更为合理。本申请的基因芯片对一个指标提供3次重复检测，提高了准确性；增加质控点，包括阳性质控和阴性质控，如果阳性质控检测结果为阴性，可以判断杂交阴性检测结果无效，避免假阴性产生；如果阴性质控检测结果为阳性，可以判断杂交阳性检测结果无效，可以避免假阳性产生。
优选的，人乳头瘤病毒特异性检测探针包括分别与人乳头癌病毒61、70、72、81和83型的核苷酸杂交的特异性检测探针，与人乳头癌病毒61型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.1所示序列和/或Seq ID No.2所示序列，与人乳头癌病毒70型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.3所示序列和/或Seq ID No.4所示序列，与人乳头癌病毒72型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.5所示序列和/或Seq ID No.6所示序列，与人乳头癌病毒81型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.7所示序列和/或Seq ID No.8所示序列，与人乳头癌病毒83型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.9所示序列和/或Seq ID No.10所示序列。
优选的，人乳头瘤病毒特异性检测探针包括分别与34种型别的人乳头癌病毒核苷酸杂交的型特异性杂交检测探针，这些型特异性杂交检测探针为Seq IDNo.1所示序列和/或Seq ID No.2所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.3所示序列和/或Seq ID No.4所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.5所示序列和/或Seq ID No.6所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.7所示序列和/或Seq ID No.8所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.9所示序列和/或Seq ID No.10所示序列的特异性杂交探针，以及Seq ID No.14所示序列至Seq ID No.42所示序列的特异性杂交探针。
需要说明的是，本申请的基因芯片是对人乳头癌病毒分型进行检测的，因此，本申请的优选方案中，对所能够检测的人乳头癌病毒分型的具体探针序列进行了限定。其中，人乳头癌病毒61、70、72、81和83型的核苷酸杂交的特异性检测探针是本申请特别研究设计的探针，Seq ID No.14所示序列至Seq IDNo.42所示序列的29条特异性杂交探针是本申请之前申请的专利CN103409553A中记载的探针。可以理解，本申请的五种型别的探针彼此之间以及与CN103409553A专利所述29种高危型HPV和低危型HPV不会有交叉反应，并且具有很好的一致性，因此可以制备到一张基因芯片上，实现人乳头瘤病毒三十四种型别的高通量检测；同样的，根据不同的需要，这些探针也可以分开使用，例如针对某个型别或某几个型别的基因芯片上，可以只采用些探针中的某条或某几条，这都属于本申请的保护范围，在此不做具体限定。
还需要说明的是，本申请在经过设计和筛选，HPV61、70、72、81、83(MM7)每个型别获得了两条特异性检测探针，例如HPV61型Seq ID No.1所示序列的探针和Seq ID No.2所示序列的探针都可以用于其特异性检测，因此，在使用时，本申请的基因芯片中可以单独使用Seq ID No.1所示序列或Seq ID No.2所示序列的特异性检测探针，也可以同时使用两条探针，以保障HPV61型别检测的准确性。HPV70型可以同时使用Seq ID No.3所示序列和Seq ID No.4所示序列的特异性检测探针，也可以单独使用其中一条。HPV 72型可以同时使用Seq IDNo.5所示序列和Seq ID No.6所示序列的特异性检测探针，也可以单独使用其中一条。HPV 81型可以同时使用Seq ID No.7所示序列和Seq ID No.8所示序列的特异性检测探针，也可以单独使用其中一条。HPV83型可以同时使用Seq ID No.9所示序列和Seq ID No.10所示序列的特异性检测探针，也可以单独使用其中一条。在此不做具体限定。
优选的，阳性质控探针为Seq ID No.11所示序列，所述阴性质控探针为SeqID No.12所示序列，所述PCR内对照探针为Seq ID No.13所示序列。
需要说明的是，本申请是在发明人之前研究的高通量分型检测人乳头瘤病毒基因芯片的基础上深入研究而成的，之前研究的高通量分型检测人乳头瘤病毒基因芯片详细记载于CN103409553A专利中，其中记载了人乳头癌病毒(HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68、6、11、26、40、42、43、44、53、54、55、57、66、67、69、73、82)共计二十九个型别的人乳头癌病毒分型检测所需的二十九条特异性杂交探针和内对照探针，即本申请的Seq ID No.14所示序列至Seq ID No.42所示序列的特异性杂交探针和本申请的内对照探针Seq ID 13。
本申请的另一面公开了一种用于高通量分型检测人乳头癌病毒的试剂盒，该试剂盒中包含有本申请的基因芯片。
可以理解，本申请的基因芯片可以是新研究的五种型别的人乳头癌病毒分型检测的基因芯片，也可以是包含之前的二十九种型别的可分型检测三十四种人乳头癌病毒的基因芯片。
同样的，试剂盒中还包含有对各人乳头癌病毒分型的DNA进行PCR扩增的引物。
需要说明的是，引物的作用是对各HPV分型的核苷酸进行扩增，以实现信号放大，方便后续的基因芯片杂交检测。可以理解，凡是能够对各HPV分型进行PCR扩增，且扩增片段包含本申请的特异性检测探针的引物都可以用于本申请。本申请的优选方案中，所有引物都引用自CN103409553A专利。
同样的，试剂盒中还包含有人乳头癌病毒DNA提取试剂、PCR扩增试剂、杂交试剂和显色试剂。可以理解，为了方便使用，可以在本申请的试剂盒中配置基因芯片整个过程相关的试剂，这些相关试剂同样引用自CN103409553A专利。
优选的，试剂盒中还包含阳性对照品、阴性对照品和杂交质控品；阳性对照品和阴性对照品均含有人基因组DNA，杂交质控品为5’-Biotin标记的人工合成核苷酸片段，杂交质控品为Seq ID No.54所示序列。
由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：
本申请的高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片，通过对基因芯片结构进行合理分区布置，提高了检测准确性；并且，增加质控点，包括阳性质控和阴性质控，有效的避免了假阳性或假阴性的出现，提高了检测质量。并且，在本申请的优选方案中，将这五种HPV分型的特异性检测探针与之前设计的二十九种HPV分型检测探针组合在一张基因芯片上，使得基因芯片可以实现三十四种HPV分型的平行检测，为HPV的分型检测提供了一种快速、灵敏、高通量的新的检测途径。
附图说明
图1是本申请实施例中芯片基片的质控结构示意图；
图2是本申请实施例中的一种检测三十四种HPV型别的微阵列结构示意图；
图3是本申请实施例中芯片的点样流程图；
图4是本申请实施例中试剂盒阴性对照品的显色模式图；
图5是本申请实施例中试剂盒阴性对照品对照的实际检测结果图；
图6是本申请实施例中阳性对照品的显色模式图；
图7是本申请实施例中阳性对照品的实际检测结果图；
图8是本申请实施例中样品中含有HPV33和HPV44两个混合型的结果图；
图9是本申请实施例中样品中含有HPV16和HPV35两个混合型的结果图。
具体实施方式
本申请的目的在于结合核酸扩增、DNA分子杂交和基因芯片技术形成一种高通量检测多种HPV型别的基因芯片和试剂盒。通过设计特异性核酸探针，将各探针点样在很小面积的平面载体上形成基因芯片微阵列；运用DNA分子杂交和信号放大技术，将PCR扩增产物与探针在基因芯片上杂交，然后通过显色和基因芯片阅读分析仪检测芯片给出的信号，可以检测多种HPV型，包括个别型的亚型，达到快速、灵敏和高通量的检测效果。本申请的一种实现方式中，将基因芯片至于微孔板装置的孔内进行分子杂交，利用96孔微孔板做96个微孔反应池，每个孔放入一个微阵列芯片，每个孔单独进行显色信号放大，然后通过显色和基因芯片阅读分析仪检测芯片给出的信号；实现大批量样品的平行检测。
本申请提供了用于检查人乳头瘤病毒五种型别和个别亚型的基因芯片，针对人乳头瘤病毒，针对不同的HPV型别设计特异性的探针，在特定杂交条件下和在微型化的基因芯片阵列上进行DNA分子杂交；补充并进一步完善了现有的HPV分型检测体系，为HPV分型的深入研究奠定了基础。
在本申请的实施例中，将本申请设计的10条特异性检测探针，任意选择其中5条与申请人之前的专利CN103409553A中的29条HPV分型特异性检测探针一起整合到一张基因芯片中使用。可以理解，这34条探针可以一起整合到一张基因芯片上，在特殊的使用需求中，也可以单独将本申请设计的10条特异性检测探针或者其中部分单独制成基因芯片，基因芯片的制备和检测方法与本申请实施例相同。
本申请是在专利CN103409553A基础上进一步研究而提出的，因此专利CN103409553A的全部内容引用至本申请中，包括其具体的试验材料和试验方法等。
可以理解，本申请实际上就是另外设计了五种HPV型别的特异性检测探针，并且，在本申请的实施例中，将这五种探针加入到了专利CN103409553A的基因芯片中，所不同的是，本申请另外对基因芯片的结构进行了改进，其余例如DNA样品提取、基因芯片制备、PCR反应、杂交、信号检测和分析、试剂盒等都可以参考专利CN103409553A。包括以下实施例中省略记载的部分内容都参见专利CN103409553A。
下面通过具体实施例和附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
实施例一 基因芯片及其制备
1、材料
1.1主要试剂和仪器
试剂：芯片基片、特异性杂交探针、引物、DNA提取试剂盒、芯片点样试剂、PCR扩增试剂、芯片杂交试剂等。
仪器：移液器、PCR仪、Heath Digit2003生物芯片点样仪、基因芯片阅读分析仪、无菌工作台、恒温箱等。
1.2样品采集及其DNA提取
采用棉签试子或专用毛刷刮取宫颈脱落细胞样本，或者直接采用宫颈组织切片，采用煮沸裂解法提取DNA，备用。本例分别提取了HPV61、70、72、81和83(MM7)五个分型的DNA作为测试对象。并提取了专利申请号为201310041615.4的专利申请中记载的29种高危型HPV和低危型HPV的DNA，分别为HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68、6、11、26、40、42、43、44、53、54、55、57、66、67、69、73、82。同时，提取了人基因组DNA作为对照。内对照采用人珠蛋白基因的L1片段重组质粒DNA，阴性对照为提取的未感染人乳头癌病毒的人全基因组DNA。
1.3引物和探针设计
本例HPV61、70、72、81和83(MM7)五个分型的基因组L1区的引物，以及人珠蛋白基因引物都参考专利CN103409553A，HPV正向引物有四条，分别为Seq ID No.43、Seq ID No.44、Seq ID No.45、Seq ID No.46所示序列，HPV反向引物有五条分别为Seq ID No.47、Seq ID No.48、Seq ID No.49、Seq ID No.50、Seq ID No.51所示序列，产生的PCR产物根据各个型别的基因组序列，在164-173bp之间。人珠蛋白基因引物HB正向引物和HB反向引物分别为Seq IDNo.52和Seq ID No.53所示序列，详见表1。
本例的五个分型由于是在专利CN103409553A的基础上继续研究的，因此，沿用了HPV基因组DNA的L1区域保守区，针对该区域设计10条探针，每个分型各两条探针，而引物则沿用专利CN103409553A的PCR扩增引物。同样的，在所有反向引物的5’末端分别进行生物素标记，探针的5’端带有氨基修饰。
HPV61的两条探针分别为Seq ID No.1所示序列和Seq ID No.2所示序列，HPV70的两条探针分别为Seq ID No.3所示序列和Seq ID No.4所示序列，HPV72的两条探针分别为Seq ID No.5所示序列和Seq ID No.6所示序列，HPV81的两条探针分别为Seq ID No.7所示序列和Seq ID No.8所示序列，HPV83的两条探针分别为Seq ID No.9所示序列和Seq ID No.10所示序列。
同时，合成了专利CN103409553A中记载的29种高危型HPV和低危型HPV的特异性检测探针。具体的，HPV16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68、6、11、26、40、42、43、44、53、54、55、57、66、67、69、73、82共计二十九个分型的探针依序分别为Seq ID No.14所示序列至Seq ID No.42所示序列。
此外，本例还合成了PCR内对照探针HB probe、阴性质控探针NC probe和阳性质控探针PC probe，PC probe为Seq ID No.11所示序列，NCprobe为SeqID No.12所示序列，HB probe为Seq ID No.13所示序列。
Tm值的计算使用Primer Express 3.0软件，设计各探针的Tm值在55℃左右。
表1 引物及探针
2、试验方法
2.1基因芯片制备
2.1.1微阵列设计
本例的芯片基片结构图1所示，芯片基片分为HPV检测区1、阳性质控区2、阴性质控区3、PCR内对照区4和定位区5。人乳头瘤病毒特异性检测探针固定于HPV检测区1，阳性质控区2含有至少三个重复的阳性质控探针PC probe的检测点，定位区5含有至少三个重复的定位点GP5，阴性质控探针NC probe固定于阴性质控区3，PCR内对照探针HB probe固定于PCR内对照区4。每个样品重复三个检测点。在本例的一种实现方式中，在阴性质控区3并排设置若干个VE-空白质控。本例的VE-空白质控是直接点不含探针的点样缓冲液，点样缓冲液与含探针的点样缓冲液组分相同。
本例的具体样品排列矩阵采用34样品(即34种HPV型别)阵列，如图2所示，34种HPV型别是专利CN103409553A中记载的29种高危型HPV和低危型HPV，加本例设计的5个型别的HPV探针，共计34种人乳头瘤病型别探针的样品阵列。34种人乳头瘤病具体包括HPV 16、18、31、33、35、39、45、51、52、56、58、59、68、6、11、26、40、42、43、44、53、54、55、57、66、67、69、73、82，以及HPV 61、70、72、81、83(MM7)。矩阵：(3x 4)x10，行距：400μm，不同探针点间距：400μm，三连点间距：400μm，点样误差：<200μm，点直径：150μm。芯片宽度为：6400μm。基因芯片右上角有3个重复点的阳性质控点PC与右下角的3个重复点的定位点GP5为合格芯片必须显色点。VE-空白质控及阴性质控点NC为合格芯片不显色点。PCR内对照HB为判断核酸扩增PCR是否正常的显色点。
2.1.2点样
按照图2的设计，点样制备34样品阵列基因芯片，芯片的点样流程如图3所示，将Pall Biodyne C膜剪裁为适当大小，用EDC进行前处理后，用0.1M的磷酸缓冲液(pH7.4)分别配制Seq ID No.1、Seq ID No.3、Seq ID No.5、Seq IDNo.7、Seq ID No.9所示序列的探针点样液，以及专利CN103409553A中记载的29种高危型HPV和低危型HPV的29条探针的点样液，探针浓度在0.2μM-5μM，使用Heath Digit2003生物芯片点样仪将探针按照图2的阵列和要求进行喷点，点样液使用黄色染料来跟踪判断芯片矩阵每个探针点是否完整，没有漏点。
2.2PCR扩增
本例的PCR反应体系为，HPVPCR反应液27.6μL、Taq/UNG混合液0.4μL、DNA样品2μL。HPVPCR反应液中含有1*PCR Buffer、0.2μM HPV正向引物、0.4μM HPV反向引物。其中，HPV正向引物即Seq ID No.43至Seq ID No.46所示序列的引物，HPV反向引物即Seq ID No.47至Seq ID No.51所示序列的引物。
PCR反应条件为，50℃2min、95℃10min，然后进入40个循环：95℃30sec、52℃45sec、65℃30sec，循环完成后65℃5min。
2.3基因芯片检测
2.3.1基因芯片杂交
使用前将杂交质控品加入变性液中，与变性液按1:30的稀释配制。杂交质控品是与阳性质控探针互补的5’-Biotin标记人工合成DNA片段，杂交质控品DNA片段为Seq ID No.54所示序列，可与阳性质控探针特异性杂交结合，并在其后的显色步骤中显色。取PCR产物加入30μL含杂交质控品的碱变性液中，进行碱变性，变性时间为10分钟；变性结束后加入100μL杂交中和液，杂交中和液为含6×SSC、0.02M PB缓冲液、0.5％BSA和0.5％SDS的溶液；杂交反应在55℃进行30分钟。
2.3.2酶标反应和信号检测
本例采用的信号放大的方法包括(1)辣根过氧化物酶标记的亲和素介导的酶底物放大反应，作为酶底物的可以是TMB或POD；(2)以及由辣根过氧化物酶标记的亲和素介导的化学发光信号放大系统，发光底物为鲁米诺(Luminol)；(3)还包括碱性磷酸酶标记的亲和素介导的底物放大反应，所采用的底物为4-MUP或pNPP底物。具体内容参见专利CN103409553A。
3、结果分析
检查确认芯片孔内基因芯片均为正位，用HPV分型基因芯片检测阅读系统对基因芯片检测并分析。本实施例的以3个点的信号同时判断检测结果，如果有一个点信号超限(outlier)，则舍弃该点，取另外2个点的平均值，如果三个点的信号没有一个超限值，则取3个点的信号平均值。
检测结果中，阳性质控区2即PC点应显色，PCR内对照区4即HB点应显色，定位区5即GP5点应显色，阴性质控区3即NC点应不显色，VE-空白质控点应不显色。以阴性对照品进行检测，本例中，阴性对照品含有人基因组DNA，不含有任何型别的人乳头癌病毒DNA，因此，除PC、HB、GP5显色以外，其它都不应显色，如图4所示，图4是试剂盒阴性对照品检测的模拟图；检测结果如图5所示，图5是试剂盒阴性对照品实际检测的结果图，可见，图5所示的实际检测结果与预期的模拟图4相符。以阳性对照品进行检测，本例中，阳性对照品含有HPV16型别人乳头癌病毒DNA和人基因组DNA，因此除PC、HB、GP5和HPV16显色以外，其它都不应显色，如图6所示，图6是试剂盒阳性对照品检测的模拟图；检测结果如图7所示，图7是试剂盒阳性对照品实际检测的结果图，可见，图7所示的实际检测结果与预期的模拟图6相符。如果检测结果不符合上述质控要求，则该次检测结果无效。
检测结果INS的参考值为11.0。参考值的确定方法：统计HPV阴性标本的检测INS值，按平均值+3倍标准差确定参考值。HPV分型基因芯片检测阅读系统可自动检测INS值，并分析和报告结果，报告结果如下：
1)INS＜11.0：HPV阴性；
2)INS≥11.0：HPV阳性
并报告HPV型别，即本例的34种分型的检测结果。
检测结果显示，各个HPV分型DNA对应的特异性检测探针有信号反应，而其它探针则没有信号反应，可见34条探针没有交叉反应，并且具有良好的特异性。
此外，本例对HPV分型61、70、72、81、83(MM7)的另外五条探针也进行了相应的检测，结果显示，本例的10条探针都能够很好的用于HPV分型检测，具有良好的特异性，并且与其他探针没有交叉反应。
本例按照图2的微阵列结构点样后，另外，对多个分型的检测进行了试验，例如将多个样品混合后一起进行芯片杂交检测。部分检测结果如图8和图9所示，图8为HPV 33和HPV44两个混合型别样品的检测结果图，可见，在相应的位置处都有明显的显色。图9为HPV16和HPV35两个混合型别样品的检测结果图，同样的，在芯片点样的16和35处可以看到明显的显色。
实施例二 人乳头癌病毒分型检测试剂盒
【产品名称】通用名：人乳头瘤病毒分型检测试剂盒基因芯片法
【包装规格】48测试/盒
【检验原理】
本试剂盒采用基因芯片检测技术。利用微量点样技术，将HPV分型特异性检测探针点样于基因芯片基片上，制成基因芯片；经过对样本中的DNA进行PCR扩增、杂交和显色，通过HPV分型基因芯片检测阅读系统自动采集图像并分析和报告检测结果。试剂盒所采用的基因芯片为实施例一所制备的34样品阵列基因芯片。试剂盒的主要成份和检测过程举例如下：
【主要组成成份】
本试剂盒由A盒和B盒组成，如表2所示；A盒包括5种PCR相关组份，B盒包括9种杂交显色相关组份。在有效期内不同批号试剂盒中各组份可以互换。HPV的PCR反应液中包含四条HPV正向引物，即Seq ID No.43至Seq IDNo.46所示序列，五条HPV反向引物，即Seq ID No.47至Seq ID No.51所示序列。正向引物和反向引物的比例为1:2(0.2μM:0.4μM)为最佳，能提高5’-Biotin标记PCR产物的比率。利用简并引物的原理，适当降低复性温度至52℃，使所有34个型别HPV都能够产生PCR产物，从而能够被实施例一所制备的基因芯片检测。A盒还包含杂交质控品，为与阳性质控探针互补的人工合成DNA片段，可与阳性质控探针特异性结合，并显色。
表2 试剂盒主要组成成份
【储存条件及有效期】
1.储存条件
A盒-20℃保存，B盒2-8℃保存。
A盒组份应避免反复冻融，B盒内的显色液B应避光保存。
2.有效期
未开封产品有效期为12个月。
已开封产品建议1个月内用完。
【适用仪器】
普通PCR扩增仪，HPV分型基因芯片检测阅读系统。
【样本要求】
标本类型生殖道脱落细胞，如宫颈口、尿道口等部位脱落细胞。
将采样棉拭子或宫颈刷浸入盛有1mL无菌生理盐水的样本管中，充分漂洗。将棉拭子或宫颈刷贴壁挤干后丢弃，立即送检。
标本保存采集的标本应尽快送检，建议标本4℃保存不超过24小时，-20℃保存不超过6个月，需要长期保存的标本应置于-70℃保存，避免多次冻融。
已经提取好的样本DNA，可直接进入如下2.1的步骤进行PCR扩增。
【检验方法】
1.样本处理
1.1标本预处理
取出待处理标本，振荡混匀；置离心机中以13 000rpm离心5分钟；弃上清，保留沉淀物。-20℃保存的标本，应置室温自然解冻后再使用。
1.2DNA提取
1.2.1准备2个离心管，分别加入阴性对照和阳性对照各5μl。
1.2.2分别向上述对照品管及1.1项标本管加入50μl HPV DNA提取液，振荡混匀；然后沸水浴或干浴10分钟。
1.2.3将上述样本管置离心机中，13 000rpm离心10分钟，保留上清液(DNA样品)，备用。
1.3DNA样品保存
建议DNA样品立即用于PCR检测，否则4℃保存；当天不检测的样品，-20℃保存。
2.PCR扩增
2.1PCR反应混合液配制
根据待检测总样本数，包括对照品和临床标本，表3，配制PCR反应混合液。
实际计算用量时应计入损耗量。
将PCR反应混合液混匀并短暂离心后，按每管28μl分装至各PCR反应管中。
表3 PCR反应混合液配制
| 组份 | HPV PCR反应液 | Taq/UNG |
| 单份用量(μL) | 27.6 | 0.4 |
2.2加样
取2μl待测DNA样品分别加至上述PCR反应管中。盖紧管盖，混匀并短暂离心，立即用于检测。-20℃保存的DNA样品，应在用前取出，置室温自然解冻并混匀后，13 000rpm离心1分钟，取上清用于检测。
2.3PCR扩增
将待检测反应管小心置于PCR扩增仪中，按表4要求设置PCR扩增参数。
表4 PCR扩增参数设置
3.DNA杂交
3.1准备
3.1.1准备试剂
将杂交中和液及洗液B置55℃预热。
3.1.2准备湿盒
建议制作方法：用适当大小，不小于20cm×15cm×10cm，的带盖塑料盒，内置吸水纸，加水浸湿，以无流动水为宜，55℃预热。
注意：在基因芯片的温育操作中必须用湿盒保湿，切忌湿盒干燥。
3.1.3基因芯片定位
小心转移基因芯片至96孔板内，按正位摆放在芯片孔内。正位指芯片水平放置、定位点正对孔内左下角。芯片孔指已定位芯片的孔位。转移芯片时应避免器械接触芯片中心区及污损芯片。
3.2预杂交
向各芯片孔中加入100μL洗液B，55℃温育15分钟；吸干孔内液体。
3.3变性
使用前将杂交质控品加入变性液中，杂交质控品与变性液按1:30的比例稀释配制。取30μL含有杂交质控品的变性液加至PCR产物管中，轻微摇动混匀，静置10分钟。
3.4中和与杂交
向各芯片孔中分别加入100μL杂交中和液和变性的PCR产物，约60μL，轻微摇动混匀。55℃温育30分钟，吸干孔内液体。
3.5清洗
向各芯片孔中加入150μL洗液B，轻微摇动漂洗3分钟，吸干孔内液体；重复2次。
注意：应使芯片孔内温度不低于20℃，否则影响清洗效果。
4.显色
4.1准备试剂
4.1.1将洗液A和显色液B置37℃预热。
4.1.2配制酶标工作液
按表5要求，用洗液A将酶标原液稀释为酶标工作液，配制方法见表5。
实际计算用量时应计入损耗量。
表5 配制酶标工作液
| 用量 | 酶标原野 | 洗液A |
| 1份检测用量 | 1μL | 100μL |
| 24份检测用量 | 24μL | 2.4mL |
4.2酶标
取100μL酶标工作液，加至3.5项的芯片孔内，37℃温育30分钟；吸干孔内液体。
4.3清洗
加入150μL洗液A，轻微摇动漂洗3分钟，吸干孔内液体；重复1次。加入150μL洗液C，轻微摇动漂洗3分钟，吸干孔内液体。
应使芯片孔内温度不低于20℃，否则影响清洗效果。
4.4显色
分别加入50μL显色液A和50μL显色液B，轻微摇动混匀，室温显色5分钟。吸干孔内液体，加入150μL洗液C，静置约1分钟，吸干孔内液体。
4.5风干
45℃风干。注意：请确认风干后检测。
5.检测与分析
检查确认芯片孔内基因芯片均为正位，用HPV分型基因芯片检测阅读系统对基因芯片检测并分析。
【参考值】
检测结果(INS)的参考值为11.0。
参考值的确定方法：统计HPV阴性标本的检测INS值，按平均值+3倍标准差确定参考值。
【检验结果的解释】
1.质量控制
1.1基因芯片点阵说明
基因芯片的探针点阵共包括117个点。点阵模式图见图2，基因芯片点阵说明见表6。
表6 基因芯片点阵说明
1.2质控品检测结果
1)试剂盒阴性对照品检测结果应为HPV阴性并且3个HB点阳性，3个PC点显色，3个GP5点显色；
2)试剂盒阳性对照品结果应为HPV16型阳性并且3个HB点阳性，3个PC点显色，3个GP5点显色；
如果检测结果不符合上述要求，则本次检测结果无效。
1.3质控品异常分析及处理
1)3个阳性质控点(PC)中一个或多个缺失或者不显色，检测结果无效，应重新检测。
2)标本的检测结果中，如果3个PC点和3个定位点正常而HB点和所有HPV检测点均为阴性，表明样本中可能含有PCR抑制成分，应将原DNA样品适当稀释后再检测。
3)如试剂盒阴性对照品或阳性对照品的检测结果不符合1.2的质控要求，应检查操作或试剂是否正常。
2.结果判断
HPV分型基因芯片检测阅读系统可自动检测INS值，并分析和报告结果，报告结果
如下：
1)INS＜11.0：HPV阴性；
2)INS≥11.0：HPV阳性，并报告HPV型别。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。
Claims (4)
1.一种高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片，其特征在于：包括芯片基片，和固定于芯片基片上的探针；所述芯片基片分为HPV检测区(1)、阳性质控区(2)、阴性质控区(3)、PCR内对照区(4)和定位区(5)；所述HPV检测区(1)固定有用于样品检测的人乳头瘤病毒特异性检测探针，所述阳性质控区(2)含有至少三个并排重复的阳性质控探针的检测点，所述定位区(5)含有至少三个并排重复的定位点，所述阴性质控区(3)含有至少三个并排重复的阴性质控探针的检测点，所述PCR内对照区(4)含有至少三个并排重复的PCR内对照探针的检测点。
2.根据权利要求1所述的基因芯片，其特征在于：所述人乳头瘤病毒特异性检测探针包括分别与人乳头癌病毒61、70、72、81和83型的核苷酸杂交的特异性检测探针，与人乳头癌病毒61型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.1所示序列和/或Seq ID No.2所示序列，与人乳头癌病毒70型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.3所示序列和/或Seq ID No.4所示序列，与人乳头癌病毒72型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.5所示序列和/或Seq ID No.6所示序列，与人乳头癌病毒81型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.7所示序列和/或SeqID No.8所示序列，与人乳头癌病毒83型杂交的特异性检测探针为Seq ID No.9所示序列和/或Seq ID No.10所示序列。
3.根据权利要求1所述的基因芯片，其特征在于：所述人乳头瘤病毒特异性检测探针包括分别与34种型别的人乳头癌病毒核苷酸杂交的型特异性杂交检测探针，所述型特异性杂交检测探针为Seq ID No.1所示序列和/或Seq ID No.2所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.3所示序列和/或Seq ID No.4所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.5所示序列和/或Seq ID No.6所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.7所示序列和/或Seq ID No.8所示序列的特异性杂交探针、Seq ID No.9所示序列和/或Seq ID No.10所示序列的特异性杂交探针，以及SeqID No.14所示序列至Seq ID No.42所示序列的特异性杂交探针。
4.根据权利要求1-3任一项所述的基因芯片，其特征在于：所述阳性质控探针为Seq ID No.11所示序列，所述阴性质控探针为Seq ID No.12所示序列，所述PCR内对照探针为Seq ID No.13所示序列。
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|---|---|---|---|
| CN201620423732.6U CN205616891U (zh) | 2016-05-11 | 2016-05-11 | 一种高通量检测人乳头癌病毒分型的基因芯片 |
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|---|---|
| CN205616891U true CN205616891U (zh) | 2016-10-05 |
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| CN (1) | CN205616891U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111607667A (zh) * | 2020-06-04 | 2020-09-01 | 昆明寰基生物芯片产业有限公司 | 人乳头瘤病毒基因分型核酸标记试剂盒及使用方法 |
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2016
- 2016-05-11 CN CN201620423732.6U patent/CN205616891U/zh active Active
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