RU2769572C1 - Test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, method for application of the test system (options) - Google Patents

Test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, method for application of the test system (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2769572C1
RU2769572C1 RU2021113772A RU2021113772A RU2769572C1 RU 2769572 C1 RU2769572 C1 RU 2769572C1 RU 2021113772 A RU2021113772 A RU 2021113772A RU 2021113772 A RU2021113772 A RU 2021113772A RU 2769572 C1 RU2769572 C1 RU 2769572C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
amplification
test system
viruses
reaction mixture
nucleic acids
Prior art date
Application number
RU2021113772A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Леонидович Коллекер
Владимир Олегович Макиенко
Александр Сергеевич Соколов
Мария Анатольевна Козлова
Наталья Вячеславовна Позднякова
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью «Система-БиоТех»
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 Общество с ограниченной ответственностью «Система-БиоТех» filed Critical Общество с ограниченной ответственностью «Система-БиоТех»
Priority to RU2021113772A priority Critical patent/RU2769572C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2769572C1 publication Critical patent/RU2769572C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C12BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12NMICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09Recombinant DNA-technology
    • C12N15/63Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
    • C12N15/79Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
    • C12N15/85Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for animal cells
    • C12N15/86Viral vectors
    • 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
    • C12Q1/6806Preparing nucleic acids for analysis, e.g. for polymerase chain reaction [PCR] assay

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: molecular biology.
SUBSTANCE: invention relates to the field of molecular biology, virology and biotechnology. A test system is described for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses by amplification of nucleic acids of microbes or viruses, containing DNA polymerase with chain-displacing activity, primers for loop isothermal amplification, deoxyribonucleotides, salts, as well as detergent Triton™ X-100, bovine serum albumin, dithiothreitol, ethylenediaminetetraacetic acid, while the concentration of substances in the final liquid for the nucleic acid amplification reaction is: detergent Triton™ X-100, from 10 to 150 g/l, bovine serum albumin from 1 to 20 g/l, dithiothreitol from 6.25 to 18.75 mmol/l, ethylenediaminetetraacetic acid from 0.5 to 1.5 mmol/l. Also described is a test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, by amplification of nucleic acids of microbes or viruses, by amplification of nucleic acids of microbes or viruses, containing DNA polymerase with chain-displacing activity, reverse transcriptase, primers for loop isothermal amplification, deoxyribonucleotides, salts, and detergent Triton™ X-100, bovine serum albumin, dithiothreitol, ethylenediaminetetraacetic acid, at the same time, the concentration of substances in the final liquid for the nucleic acid amplification reaction is: detergent Triton™ X-100 from 10 to 150 g/l, bovine serum albumin from 1 to 20 g/l, dithiothreitol from 6.25 to 18.75 mmol/l, ethylenediaminetetraacetic acid from 0.5 to 1.5 mmol/l. In addition, a method is presented for using these test systems to identify specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses by amplification of nucleic acids of microbes or viruses, where amplification of viral or microbial nucleic acids is performed by loop isothermal amplification at a temperature from 55 to 69°C.
EFFECT: invention can be used for amplification of nucleic acids (NC) of various origins.
9 cl, 16 dwg, 7 tbl, 15 ex

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к области молекулярной биологии, вирусологии и биотехнологии. Изобретение может быть использовано для амплификации нуклеиновых кислот (НК) различного происхождения.The invention relates to the field of molecular biology, virology and biotechnology. The invention can be used for amplification of nucleic acids (NA) of various origins.

Предшествующий уровень техникиPrior Art

Стадия выделения, или экстракции, или очистки, нуклеиновых кислот, является одной из самых длительных и трудозатратных стадий при любом анализе нуклеиновых кислот. В связи с этим большой интерес представляют способы и композиции, позволяющие снизить продолжительность и трудоемкость этого процесса, в частности способы сравнительно грубого и непродолжительного лизиса биологического образца взамен полного процесса выделения нуклеиновых кислот, и способы амплификации, совместимые с такой грубой подготовкой биологического образца. В том числе представляют интерес способы проведения петлевой изотермической амплификации, совместимые с такой подготовкой биологического образца, т. к. петлевая изотермическая амплификация обладает свойствами, удобными для диагностики патогенов: быстрота проведения реакции, возможность ее проведения и оценки результата без высокотехнологичного оборудования, в частности, оценка результата может проводиться визуально, например, по изменению окраски или помутнению реакционной смеси.The step of isolating, or extracting or purifying, nucleic acids is one of the longest and most labor-intensive steps in any nucleic acid analysis. In this regard, of great interest are methods and compositions that make it possible to reduce the duration and laboriousness of this process, in particular, methods for relatively rough and short lysis of a biological sample instead of a complete nucleic acid extraction process, and amplification methods that are compatible with such rough preparation of a biological sample. Among other things, of interest are methods for conducting loop isothermal amplification that are compatible with such preparation of a biological sample, since loop isothermal amplification has properties that are convenient for diagnosing pathogens: the speed of the reaction, the possibility of conducting it and evaluating the result without high-tech equipment, in particular, the evaluation of the result can be carried out visually, for example, by changing the color or cloudiness of the reaction mixture.

Кроме того, распространенную проблему в молекулярной диагностике и молекулярной биологии вообще представляет то, что качество полученных образцов снижается при хранении и транспортировке. В частности, существенную проблему составляет опасность контакта анализируемых нуклеиновых кислот с нуклеазами, присутствующими в окружающей среде и самом образце. Однако если цель заключается в анализе нуклеиновых кислот вирусов (или других нуклеопротеидных частиц), то из-за того, что вирусные НК надежно упакованы в вирион, наибольшему риску деградации нуклеиновые кислоты вирусов подвергаются в процессе выделения НК, если вирион уже разрушен, а нуклеазы еще окончательно не инактивированы.In addition, a common problem in molecular diagnostics and molecular biology in general is that the quality of the obtained samples decreases during storage and transportation. In particular, a significant problem is the risk of contact of the analyzed nucleic acids with nucleases present in the environment and the sample itself. However, if the goal is to analyze the nucleic acids of viruses (or other nucleoprotein particles), then due to the fact that viral NAs are securely packaged in the virion, the virus nucleic acids are most at risk of degradation during the isolation of NAs if the virion is already destroyed, and the nucleases are still not definitively inactivated.

Известен патент RU2 252 964C2 «Способ и набор для синтеза нуклеиновой кислоты, имеющей нуклеотидную последовательность, где в одной цепи попеременно связаны комплементарные нуклеотидные последовательности», описывающий реакцию петлевой изотермической амплификации в общем виде, без уточнения состава реакционной смеси таким образом, что этот состав делает необязательной стадию выделения нуклеиновых кислот.Known patent RU2 252 964C2 "Method and kit for the synthesis of a nucleic acid having a nucleotide sequence, where complementary nucleotide sequences are alternately linked in one chain", describing the loop isothermal amplification reaction in general terms, without specifying the composition of the reaction mixture in such a way that this composition makes an optional step for isolating nucleic acids.

Известен ряд аналогов предлагаемого изобретения, позволяющих амплифицировать нуклеиновые кислоты из слабо очищенного или неочищенного образца.A number of analogues of the present invention are known, which allow amplifying nucleic acids from a poorly purified or unpurified sample.

Известен патент EP 1 476 573 B1 «Грубые биологические производные, пригодные для обнаружения нуклеиновых кислот», описывающая проведение амплификации НК (а именно обратной транскрипции) с использованием грубого лизата биологического образца в качестве источника матричной НК. В предлагаемом решении для получения лизата используется протеиназа, что повышает стоимость реакционной смеси, а также требует инактивации протеиназы прогреванием перед амплификацией.Known patent EP 1 476 573 B1 "Rough biological derivatives suitable for the detection of nucleic acids", describing the conduct of NA amplification (namely, reverse transcription) using a coarse lysate of a biological sample as a source of matrix NA. In the proposed solution, a proteinase is used to obtain a lysate, which increases the cost of the reaction mixture, and also requires the proteinase to be inactivated by heating before amplification.

Также известен патент EP 3642359 A1 «Способы обнаружения целевых ДНК непосредственно в грубых образцах путем полимеразной цепной реакции и генотипирования методом анализа кривых плавления с высоким разрешением», описывающий грубый лизис биологического образца с использованием протеиназ, последующую амплификацию НК в полимеразной цепной реакции (ПЦР) и анализ кривых плавления с высоким разрешением. Описанное в этом патенте техническое решение обладает теми же недостатками.Also known is the patent EP 3642359 A1 "Methods for detecting target DNA directly in coarse samples by polymerase chain reaction and genotyping by high resolution melting curve analysis", describing the coarse lysis of a biological sample using proteinases, subsequent amplification of NA in polymerase chain reaction (PCR) and analysis of melting curves with high resolution. The technical solution described in this patent has the same disadvantages.

Известен патент EP 3334533 A1 «Мультиплексное обнаружение целевых нуклеиновых кислот непосредственно в образцах, содержащих кровь», которая предполагает добавление крови непосредственно в смесь для амплификации, при этом для обнаружения нуклеиновых кислот в образце используется возбуждение излучением с длиной волны более 620 нм, однако патент описывает не состав амплификационной смеси, а преодоление эффекта крови, затрудняющего считывание флуоресценции, кроме того, предполагается амплификация методом ПЦР (а не LAMP), который использует высокие температуры (и термостабильные полимеразы), что облегчает лизис образца, поэтому сравнительно просто подобрать состав реакционной смеси, обеспечивающий как лизис образца, так и амплификацию, тогда как LAMP требует другого состава реакционной смеси.Known patent EP 3334533 A1 "Multiplex detection of target nucleic acids directly in samples containing blood", which involves adding blood directly to the amplification mixture, while excitation with radiation with a wavelength of more than 620 nm is used to detect nucleic acids in the sample, however, the patent describes not the composition of the amplification mixture, but overcoming the effect of blood, which makes it difficult to read fluorescence, in addition, amplification by PCR (rather than LAMP) is assumed, which uses high temperatures (and thermostable polymerases), which facilitates sample lysis, so it is relatively simple to choose the composition of the reaction mixture, providing both sample lysis and amplification, while LAMP requires a different composition of the reaction mixture.

Также известен патент US 2019/0078154 «Способы и реагенты для полимеразной цепной реакции, совмещенной с обратной транскрипцией» на способ амплификации молекулы РНК, содержащейся в биологическом образце, методом полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (ОТ-ПЦР), при котором ОТ-ПЦР проводится в растворе, включающем: полярный апротонный растворитель, сывороточный альбумин и опционально неионный сурфактант и/или бетаинна вариант ОТ-ПЦР, при котором биологический образец не проходит стадию очистки РНК. Как указано выше, ПЦР и ОТ-ПЦР выдвигают другие требования к реакционной смеси, в том числе к реакционной смеси, способной лизировать помещенный в нее биологический образец, чем LAMP.Also known is US patent 2019/0078154 "Methods and reagents for polymerase chain reaction combined with reverse transcription" for a method for amplifying an RNA molecule contained in a biological sample by reverse transcription polymerase chain reaction (RT-PCR), in which RT-PCR carried out in a solution including: a polar aprotic solvent, serum albumin and optionally a non-ionic surfactant and/or a betaine variant of RT-PCR, in which the biological sample does not undergo the RNA purification step. As noted above, PCR and RT-PCR put forward different requirements for the reaction mixture, including the reaction mixture that is capable of lysing the biological sample placed in it than LAMP.

Известен патент US 6,825,340 B2 «Способы и реагенты для инактивации рибонуклеаз», описывающий инактивацию РНКазы А, РНКазы 1 и/или РНКазы Т1 в клеточном экстракте с помощью комбинации воздействия восстанавливающего агента с нагреванием. Данный патент посвящен только инактивации РНКаз, а не способу совмещения лизиса биологического образца или выделения нуклеиновых кислот и амплификации полученных нуклеиновых кислот в одной пробирке.Known patent US 6,825,340 B2 "Methods and reagents for the inactivation of ribonucleases", describing the inactivation of RNase A, RNase 1 and/or RNase T1 in a cell extract using a combination of exposure to a reducing agent with heating. This patent focuses only on the inactivation of RNases, and not on the method of combining the lysis of a biological sample or the isolation of nucleic acids and the amplification of the resulting nucleic acids in one tube.

Ближайшим аналогом предлагаемого изобретения является международная патентная заявка WO 2020025947 A1 «Способы и составы для обнаружения микробов и вирусных частиц» на способ подготовки образца, полученного от субъекта, который может содержать один или более микробов или вирусных частиц, для прямой амплификации микробной или вирусной нуклеиновой кислоты полимеразой. Способ заключается в нагревании сосуда до температуры не менее 70ºС в присутствии реагента, который включает в себя детергент, растворитель и одну или более полимеразу нуклеиновых кислот. Данный способ требует нагревания образца до температуры не менее 70ºС, которая не является оптимальной для многих вариантов проведения амплификации, в частности, многих вариантов проведения изотермической амплификации, и требует применения термостабильной полимеразы.The closest analogue of the present invention is the international patent application WO 2020025947 A1 "Methods and compositions for the detection of microbes and viral particles" for a method of preparing a sample obtained from a subject, which may contain one or more microbes or viral particles, for direct amplification of a microbial or viral nucleic acid polymerase. The method consists in heating the vessel to a temperature of at least 70°C in the presence of a reagent that includes a detergent, a solvent, and one or more nucleic acid polymerases. This method requires heating the sample to a temperature of at least 70°C, which is not optimal for many amplification options, in particular, many isothermal amplification options, and requires the use of a thermostable polymerase.

Кроме того, высокая температура увеличивает вероятность разрушения НК, в особенности РНК. По этой причине указанная патентная заявка в своем предпочтительном варианте воплощения описывает прогревание образца при указанной температуре в течение не более 60 с, а в особенно предпочтительном варианте воплощения – не более 1,5 с. Такой подход неудобен, т.к. требует изменения настроек термостата или иного используемого нагревательного прибора или использования двух нагревательных приборов, использующих разные температуры нагревания. Кроме того, применимость данного подхода для петлевой изотермической амплификации (LAMP) ограничена, т.к. для LAMP наиболее предпочтительной и часто используемой является температура 60-65ºС, а не 70ºС.In addition, high temperature increases the likelihood of destruction of NCs, especially RNA. For this reason, said patent application in its preferred embodiment describes heating the sample at the specified temperature for no more than 60 seconds, and in a particularly preferred embodiment, no more than 1.5 seconds. This approach is inconvenient, because requires changing the settings of the thermostat or other heater used, or using two heaters using different heating temperatures. In addition, the applicability of this approach to loop isothermal amplification (LAMP) is limited, since for LAMP, the most preferred and frequently used temperature is 60-65ºC rather than 70ºC.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является создание быстрого и надежного способа, способного выявлять целевой аналит, а именно вирусную или микробную НК, с использованием одной реакционной смеси и в одной пробирке.The objective of the present invention is to create a fast and reliable method capable of detecting the target analyte, namely viral or microbial NK, using one reaction mixture and in one tube.

Техническая задача решается за счет того, что создан способ амплификации нуклеиновых кислот микроорганизмов или вирусов с ДНК-геномом, заключающийся в том, что образец помещают в реакционную смесь, содержащую ДНК-полимеразу с цепь-вытесняющей активностью, праймеры для петлевой изотермической амплификации, дезоксирибонуклеотиды, соли, а также детергент Triton™ X-100, бычий сывороточный альбумин, дитиотреитол, этилендиаминтетрауксусную кислоту, и инкубируют при температуре, выбранной в диапазоне от 50 до 69ºС, в одной пробирке, после чего производят детекцию результата амплификации, при этом итоговая смесь, образующаяся при смешивании образца с реакционной смесью, содержит: The technical problem is solved due to the fact that a method for amplifying the nucleic acids of microorganisms or viruses with a DNA genome has been created, which consists in the fact that the sample is placed in a reaction mixture containing a DNA polymerase with a chain-displacing activity, primers for loop isothermal amplification, deoxyribonucleotides, salts, as well as Triton™ X-100 detergent, bovine serum albumin, dithiothreitol, ethylenediaminetetraacetic acid, and incubated at a temperature selected in the range from 50 to 69ºС in one test tube, after which the amplification result is detected, while the final mixture formed when mixing the sample with the reaction mixture, contains:

детергент Triton™ X-100 - от 10 до 150 г/л,detergent Triton™ X-100 - from 10 to 150 g/l,

бычий сывороточный альбумин - от 1 до 20 г/л,bovine serum albumin - from 1 to 20 g / l,

дитиотреитол - от 6,25 до 18,75 ммоль/л,dithiothreitol - from 6.25 to 18.75 mmol / l,

этилендиаминтетрауксусную кислоту - от 0,5 до 1,5 ммоль/л (вариант 1). Для обеспечения флуоресцентного определения результата амплификации используют концентрацию бычьего сывороточного альбумина в оптимальном для прохождения реакции диапазоне от 5 до 20 г/л, а детекцию результата реакции амплификации проводят путем регистрации флуоресценции, для чего в реакционную смесь дополнительно вводят флуоресцентный краситель, а детекцию результата реакции амплификации нуклеиновых кислот, представляющих интерес, проводят визуально. Для обеспечения визуального определения результата амплификации с использованием рН-чувствительного красителя pH реакционной смеси находится в диапазоне от 8,0 до 10,0, а для поддержания буферной емкости используют концентрацию 2-амино-2-гидроксиметил-пропан-1,3-диола не более 500 мкмоль/л, при этом концентрация бычьего сывороточного альбумина находится в диапазоне от 1 до 5 г/л с обеспечением лучшего обнаружения изменения цвета. В варианте исполнения для стабильного хранения при комнатной температуре часть компонентов реакционной смеси высушена, а часть находится в растворе-активаторе, при этом компоненты реакционной смеси разделены и реакцию амплификации нуклеиновых кислот начинают путем объединения высушенных компонентов, раствора-активатора и образца.ethylenediaminetetraacetic acid - from 0.5 to 1.5 mmol/l (option 1). To ensure a fluorescent determination of the amplification result, the concentration of bovine serum albumin is used in the optimal range for the reaction to proceed from 5 to 20 g/l, and the detection of the result of the amplification reaction is carried out by registering fluorescence, for which a fluorescent dye is additionally introduced into the reaction mixture, and the detection of the result of the amplification reaction nucleic acids of interest are carried out visually. To provide a visual determination of the result of amplification using a pH-sensitive dye, the pH of the reaction mixture is in the range from 8.0 to 10.0, and a concentration of 2-amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol is used to maintain the buffer capacity. more than 500 µmol/l, while the concentration of bovine serum albumin is in the range from 1 to 5 g/l, providing better detection of color change. In the embodiment for stable storage at room temperature, part of the components of the reaction mixture is dried, and part is in the activator solution, while the components of the reaction mixture are separated and the nucleic acid amplification reaction is started by combining the dried components, the activator solution and the sample.

По второму варианту создан способ амплификации нуклеиновых кислот микроорганизмов или вирусов с РНК-геномом, заключающийся в том, что образец помещают в реакционную смесь, содержащую ДНК-полимеразу с цепь-вытесняющей активностью, обратную транскриптазу, праймеры для петлевой изотермической амплификации, дезоксирибонуклеотиды, соли, а также содержит: детергент Triton™ X-100, бычий сывороточный альбумин, дитиотреитол, этилендиаминтетрауксусную кислоту, и инкубируют при температуре, выбранной в диапазоне от 50 до 69ºС, в одной пробирке, после чего производят детекцию результата амплификации (инкубации), при этом итоговая смесь, образующаяся при смешивании образца с реакционной смесью, содержит: According to the second variant, a method for amplifying nucleic acids of microorganisms or viruses with an RNA genome was created, which consists in placing the sample into a reaction mixture containing DNA polymerase with a chain-displacing activity, reverse transcriptase, primers for loop isothermal amplification, deoxyribonucleotides, salts, and also contains: Triton™ X-100 detergent, bovine serum albumin, dithiothreitol, ethylenediaminetetraacetic acid, and incubated at a temperature selected in the range from 50 to 69ºС in one test tube, after which the amplification (incubation) result is detected, and the final the mixture formed by mixing the sample with the reaction mixture contains:

детергент Triton™ X-100 - от 10 до 150 г/л,detergent Triton™ X-100 - from 10 to 150 g/l,

бычий сывороточный альбумин - от 1 до 20 г/л,bovine serum albumin - from 1 to 20 g / l,

дитиотреитол - от 6,25 до 18,75 ммоль/л,dithiothreitol - from 6.25 to 18.75 mmol / l,

этилендиаминтетрауксусную кислоту - от 0,5 до 1,5 ммоль/л (вариант 2), при этом реакционная смесь дополнительно содержит ингибитор РНКаз небелковой природы, а ингибитором РНКаз является поливинилсульфоновая кислота или ее соль. Для обеспечения флуоресцентного определения результата амплификации концентрация бычьего сывороточного альбумина находится в оптимальном для прохождения реакции диапазоне от 5 до 20 г/л, а детекцию результата реакции амплификации нуклеиновых кислот, представляющих интерес, проводят путем регистрации флуоресценции, для чего в реакционную смесь дополнительно добавляют флуоресцентный краситель, а детекцию результата реакции амплификации нуклеиновых кислот, представляющих интерес, проводят визуально. Для обеспечения визуального определения результата амплификации с использованием рН-чувствительного красителя pH реакционной смеси используют в диапазоне от 8,0 до 10,0 а для поддержания буферной емкости используют концентрацию 2-амино-2-гидроксиметил-пропан-1,3-диола не более 500 мкмоль/л, при этом концентрация бычьего сывороточного альбумина находится в диапазоне от 1 до 5 г/л с обеспечением лучшего обнаружения изменения цвета. В варианте исполнения для стабильного хранения при комнатной температуре часть компонентов реакционной смеси высушена, а часть находится в растворе-активаторе, а компоненты реакционной смеси разделены и реакцию амплификации нуклеиновых кислот начинают путем объединения высушенных компонентов, раствора-активатора и образца.ethylenediaminetetraacetic acid - from 0.5 to 1.5 mmol/l (option 2), while the reaction mixture additionally contains an RNase inhibitor of non-protein nature, and the RNase inhibitor is polyvinyl sulfonic acid or its salt. To ensure fluorescent determination of the amplification result, the concentration of bovine serum albumin is in the optimal range for the reaction to proceed from 5 to 20 g/l, and the detection of the result of the amplification reaction of nucleic acids of interest is carried out by registering fluorescence, for which a fluorescent dye is additionally added to the reaction mixture , and detection of the result of the amplification reaction of the nucleic acids of interest is carried out visually. To ensure visual determination of the result of amplification using a pH-sensitive dye, the pH of the reaction mixture is used in the range from 8.0 to 10.0, and to maintain the buffer capacity, a concentration of 2-amino-2-hydroxymethyl-propane-1,3-diol is used, not more than 500 µmol/l, while the concentration of bovine serum albumin is in the range from 1 to 5 g/l, providing better detection of color change. In the embodiment for stable storage at room temperature, part of the components of the reaction mixture is dried, and part is in the activator solution, and the components of the reaction mixture are separated and the nucleic acid amplification reaction is started by combining the dried components, the activator solution and the sample.

Созданы тест-системы для обнаружения микроорганизмов или вирусов, заключающиеся в том, что используют созданный способ амплификации, а для обеспечения достоверности получаемых результатов тест-системы снабжены положительным и отрицательным контрольными образцами, а также инструкцией по применению, включающей правила интерпретации результатов анализа.Test systems for the detection of microorganisms or viruses have been created, which consist in using the created amplification method, and to ensure the reliability of the results obtained, the test systems are equipped with positive and negative control samples, as well as instructions for use, including rules for interpreting the results of the analysis.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

Фиг. 1. Кривые накопления флуоресцентного продукта амплификации и их зависимость от содержания Triton™X-100 в реакционной смеси. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 8). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: кривые для реакционной смеси, содержащей соответственно 1) 100, 2) 50, 3) 20, 4) 10, 5) 5, 6) 1 и 7) 0 г/л Triton™X-100.Fig. 1. Accumulation curves of the fluorescent amplification product and their dependence on the content of Triton™X-100 in the reaction mixture. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 8). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: curves for the reaction mixture containing, respectively, 1) 100, 2) 50, 3) 20, 4) 10, 5) 5, 6) 1 and 7) 0 g/ l Triton™X-100.

Фиг. 1а. Кривые накопления флуоресцентного продукта амплификации и их зависимость от содержания Triton™X-100 в реакционной смеси. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 4). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: кривые для реакционной смеси, содержащей соответственно 1) 100, 2) 125, 3) 150 г/л Triton™X-100.Fig. 1a. Accumulation curves of the fluorescent amplification product and their dependence on the content of Triton™X-100 in the reaction mixture. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 4). Curves of accumulation of fluorescent product in the order they crossed the threshold line, from left to right: curves for the reaction mixture containing respectively 1) 100, 2) 125, 3) 150 g/l Triton™X-100.

Фиг. 2. Кривые накопления флуоресцентного продукта амплификации и их зависимость от содержания БСА в реакционной смеси. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 7). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: кривые для реакционной смеси, содержащей соответственно 1) 20, 2) 15, 3) 10, 4) 5, 5) 2,5 и 6) 0 г/л БСА.Fig. 2. Accumulation curves of the fluorescent amplification product and their dependence on the content of BSA in the reaction mixture. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 7). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: curves for the reaction mixture containing, respectively, 1) 20, 2) 15, 3) 10, 4) 5, 5) 2.5 and 6) 0 g/l BSA .

Фиг. 3. Кривые накопления флуоресцентного продукта амплификации и их зависимость от содержания ЭДТА в реакционной смеси. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 7). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: кривые для реакционной смеси, содержащей соответственно 1) 0,75, 2) 1, 3) 0,5, 4) 1,5, 5) 0,25 и 6) 2 ммоль/л ЭДТА. Ниже пороговой линии находятся кривые, полученные для отрицательных контрольных образцов.Fig. 3. Accumulation curves of the fluorescent amplification product and their dependence on the EDTA content in the reaction mixture. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 7). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: curves for the reaction mixture containing, respectively, 1) 0.75, 2) 1, 3) 0.5, 4) 1.5, 5) 0.25 and 6 ) 2 mmol/L EDTA. Below the threshold line are the curves obtained for the negative control samples.

Фиг. 4. Кривые накопления флуоресцентного продукта амплификации и их зависимость от содержания гуанидина гидрохлорида в реакционной смеси. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 7). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: кривые для реакционной смеси, содержащей соответственно 1) 40, 2) 50, 3) 60, 4) 30, 5) 20 и 6) 0 ммоль/л гуанидина гидрохлорида.Fig. 4. Accumulation curves of the fluorescent amplification product and their dependence on the content of guanidine hydrochloride in the reaction mixture. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 7). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: curves for the reaction mixture containing 1) 40, 2) 50, 3) 60, 4) 30, 5) 20, and 6) 0 mmol/L guanidine hydrochloride, respectively.

Фиг. 5. Кривые накопления флуоресцентного продукта амплификации и их зависимость от содержания дитиотреитола в реакционной смеси. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 8). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: кривые для реакционной смеси, содержащей соответственно 1) 18,75, 2) 12,5, 3) 6,25, 4) 25, 5) 37,5, 6) 50 и 7) 0 ммоль/л дитиотреитола.Fig. 5. Accumulation curves of the fluorescent amplification product and their dependence on the content of dithiothreitol in the reaction mixture. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 8). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: curves for the reaction mixture containing, respectively, 1) 18.75, 2) 12.5, 3) 6.25, 4) 25, 5) 37.5, 6 ) 50 and 7) 0 mmol/l dithiothreitol.

Фиг. 6. Кривые накопления флуоресцентного продукта амплификации и их зависимость от содержания поливинилсульфоновой кислоты в реакционной смеси. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 8). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: кривые для реакционной смеси, содержащей соответственно 1) 0,00075; 2) 0,003; 3) 0,0003; 4) 0,0015; 5) 0; 6) 0,015 и 7) 0,06 % поливинилсульфоновой кислоты (массовая доля).Fig. 6. Accumulation curves of the fluorescent amplification product and their dependence on the content of polyvinyl sulfonic acid in the reaction mixture. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 8). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: curves for the reaction mixture containing, respectively, 1) 0.00075; 2) 0.003; 3) 0.0003; 4) 0.0015; fifty; 6) 0.015 and 7) 0.06% polyvinyl sulfonic acid (mass fraction).

Фиг. 7. Результаты анализа серии клинических образцов на наличие вируса SARS-CoV-2 разработанной тест-системой. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 3). Кривые S-образной (сигмообразной) формы (пример такой кривой обозначен цифрой 1), пересекающие пороговую линию и свидетельствующие об экспоненциальном накоплении продукта амплификации – кривые специфической амплификации, возникающие в присутствии вируса SARS-CoV-2 или специально сконструированного положительного контрольного образца. Пологие кривые (пример такой кривой обозначен цифрой 2), находящиеся под пороговой линией, возникают в результате вялотекущей неспецифической амплификации нуклеиновых кислот в образцах, не содержащих вирус, и не учитываются как положительный результат анализа.Fig. 7. Results of analysis of a series of clinical samples for the presence of the SARS-CoV-2 virus using the developed test system. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 3). S-shaped (sigmoid) curves (an example of such a curve is indicated by the number 1) crossing the threshold line and indicating exponential accumulation of the amplification product - specific amplification curves that occur in the presence of the SARS-CoV-2 virus or a specially designed positive control sample. Flat curves (an example of such a curve is indicated by the number 2) below the threshold line result from indolent non-specific amplification of nucleic acids in samples that do not contain the virus and are not counted as a positive test result.

Фиг. 8. Пример кривых накопления флуоресцентного продукта, которые следует учитывать как положительный результат при анализе на наличие вируса SARS-CoV-2 разработанной тест-системой (приведен пример образцовой кривой, близкий по форме к идеальной сигмоидальной кривой). По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 2). Кривая S-образной (сигмообразной) формы (обозначена цифрой 1), пересекающая пороговую линию и свидетельствующая об экспоненциальном накоплении продукта амплификации – кривая специфической амплификации, возникающая в присутствии патогена или специально сконструированного положительного контрольного образца.Fig. 8. An example of fluorescent product accumulation curves that should be taken into account as a positive result when analyzing for the presence of the SARS-CoV-2 virus by the developed test system (an example of a reference curve is given, close in shape to an ideal sigmoid curve). The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 2). S-shaped (sigmoid) curve (indicated by the number 1) crossing the threshold line and indicating the exponential accumulation of the amplification product - a specific amplification curve that occurs in the presence of a pathogen or a specially designed positive control sample.

Фиг. 9. Специфичность обнаружения вируса SARS-CoV-2 разработанной тест-системой. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 3). Единственная кривая, пересекающая пороговую линию (обозначена цифрой 1) – кривая накопления продукта амплификации последовательности нуклеотидов, специфической для вируса SARS-CoV-2 и входящей в состав положительного контрольного образца. Цифрой 2 обозначен пример кривой, возникающей при анализе разработанной тест-системой биологического образца, содержащего возбудитель респираторного заболевания иной, чем вирус SARS-CoV-2.Fig. 9. Specificity of detection of the SARS-CoV-2 virus by the developed test system. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 3). The only curve that crosses the threshold line (indicated by the number 1) is the accumulation curve of the amplification product of the nucleotide sequence specific for the SARS-CoV-2 virus and included in the positive control sample. The number 2 indicates an example of a curve that occurs when analyzing a biological sample developed by the test system that contains a respiratory pathogen other than the SARS-CoV-2 virus.

Фиг. 10. Специфичность обнаружения вируса SARS-CoV-2 разработанной тест-системой с колориметрической детекцией результата амплификации. Реакционная смесь меняет цвет при инкубации с положительным контрольным образцом, последовательность нуклеотидов которого соответствует последовательности нуклеотидов из генома вируса SARS-CoV-2, но не меняет цвет при инкубации с образцами, соответствующими иным микроорганизмам и вирусам, чем SARS-CoV-2 (на черно-белом изображении это можно видеть по просветлению смеси только в пробирке «К+»).Fig. 10. Specificity of detection of the SARS-CoV-2 virus by the developed test system with colorimetric detection of the amplification result. The reaction mixture changes color when incubated with a positive control sample whose nucleotide sequence matches the nucleotide sequence from the genome of the SARS-CoV-2 virus, but does not change color when incubated with samples corresponding to microorganisms and viruses other than SARS-CoV-2 (in black). -white image, this can be seen from the clearing of the mixture only in the test tube "K +").

Фиг. 11. Сравнение разработанных тест-систем с флуоресцентной и колориметрической детекцией результата амплификации с аналогами производства «NewEnglandBiolabs». По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 5). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: 1) для варианта тест-системы с флуоресцентной детекцией; 2) для варианта тест-системы с колориметрической детекцией с дополнительно добавленным флуоресцентным красителем SYBR® Green I; 3) для реакционной смеси Isothermal Amplification Buffer Pack, составленной из Bst 2.0 WarmStart™ DNA Polymerase и 10X Isothermal Amplification Buffer («NewEnglandBiolabs»); 4) для реакционной смеси WarmStart® Colorimetric LAMP 2X Master Mix (DNA & RNA) («NewEnglandBiolabs») с дополнительно добавленным флуоресцентным красителем SYBR® Green I. Fig. 11. Comparison of the developed test systems with fluorescent and colorimetric detection of the amplification result with analogues manufactured by New England Biolabs. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 5). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: 1) for the variant of the test system with fluorescent detection; 2) for the variant of the test system with colorimetric detection with additionally added fluorescent dye SYBR® Green I; 3) for an Isothermal Amplification Buffer Pack reaction mixture composed of Bst 2.0 WarmStart™ DNA Polymerase and 10X Isothermal Amplification Buffer (NewEnglandBiolabs); 4) for the reaction mixture WarmStart ® Colorimetric LAMP 2X Master Mix (DNA & RNA) ("NewEnglandBiolabs") with additionally added fluorescent dye SYBR® Green I.

Фиг. 12. Обнаружение бактерии E. coli с помощью реакционной смеси, входящей в тест-систему с флуоресцентной детекцией результата амплификации и специфичных праймеров. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 6). Кривые накопления флуоресцентного продукта в порядке пересечения ими пороговой линии, слева направо: накопление продукта амплификации для разведений 1) 106, 2) 105, 3) 104 КОЕ/мл; 4) кривая для 103 КОЕ/мл находится под пороговой линией, как и 5) кривая для отрицательного контрольного образца.Fig. 12. Detection of E. coli bacteria using the reaction mixture included in the test system with fluorescent detection of the amplification result and specific primers. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 6). Fluorescent product accumulation curves in the order they crossed the threshold line, from left to right: accumulation of the amplification product for dilutions 1) 10 6 , 2) 10 5 , 3) 10 4 CFU/ml; 4) the curve for 10 3 cfu/ml is below the threshold line, as is 5) the curve for the negative control sample.

Фиг. 13. Специфическое обнаружение вируса гриппа штамма H1N1. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 4). Единственная кривая, пересекающая пороговую линию (обозначена цифрой 1) – кривая накопления продукта амплификации последовательности нуклеотидов, специфической для вируса гриппа штамма H1N1. Кривые под пороговой линией (2, 3) соответствуют тестовым пробиркам, куда были внесены иные вирусы гриппа.Fig. 13. Specific detection of influenza virus strain H1N1. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 4). The only curve that crosses the threshold line (indicated by the number 1) is the accumulation curve of the amplification product of the nucleotide sequence specific for the H1N1 influenza virus strain. The curves below the threshold line (2, 3) correspond to test tubes where other influenza viruses were introduced.

Фиг. 14. Специфическое обнаружение вируса гриппа штамма H3N2. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 5). Единственная кривая, пересекающая пороговую линию (обозначена цифрой 1) – кривая накопления продукта амплификации последовательности нуклеотидов, специфической для вируса гриппа штамма H3N2. Кривые под пороговой линией соответствуют тестовым пробиркам, куда были внесены иные вирусы гриппа (2, 3) и отрицательный контрольный образец (4).Fig. 14. Specific detection of influenza virus strain H3N2. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 5). The only curve that crosses the threshold line (indicated by the number 1) is the accumulation curve of the amplification product of the nucleotide sequence specific for the influenza virus strain H3N2. The curves below the threshold line correspond to test tubes where other influenza viruses (2, 3) and a negative control sample (4) were added.

Фиг. 15. Специфическое обнаружение вируса гриппа В. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 3). Единственная кривая, пересекающая пороговую линию (обозначена цифрой 1) – кривая накопления продукта амплификации последовательности нуклеотидов, специфической для вируса гриппа В. Кривые под пороговой линией соответствуют тестовым пробиркам, куда были внесены иные вирусы гриппа.Fig. 15. Specific detection of influenza B virus. On the horizontal axis - amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 3). The only curve that crosses the threshold line (indicated by the number 1) is the accumulation curve of the amplification product of the nucleotide sequence specific for influenza B virus. The curves below the threshold line correspond to test tubes where other influenza viruses were introduced.

Фиг. 16. Доказательство эффективности тест-системы с флуоресцентной детекцией результата амплификации после вакуумной сушки реагентов, входящих в ее состав. По горизонтальной оси – циклы амплификации. По вертикальной оси – относительные единицы флуоресценции. Горизонтальная линия, параллельная горизонтальной оси – пороговая линия (обозначена цифрой 3). Единственная кривая, пересекающая пороговую линию (обозначена цифрой 1) – кривая накопления продукта амплификации последовательности НК, специфической для вируса SARS-CoV-2, полученная при анализе заведомо положительного на SARS-CoV-2 клинического образца. Кривые под пороговой линией (2) соответствуют тестовым пробиркам, куда были внесены отрицательные на SARS-CoV-2 клинические образцы.Fig. 16. Evidence of the effectiveness of the test system with fluorescent detection of the amplification result after vacuum drying of the reagents included in its composition. The horizontal axis shows amplification cycles. The vertical axis shows relative units of fluorescence. The horizontal line parallel to the horizontal axis is the threshold line (indicated by the number 3). The only curve that crosses the threshold line (indicated by the number 1) is the accumulation curve of the product of amplification of the NK sequence specific for the SARS-CoV-2 virus, obtained from the analysis of a clinical sample known to be positive for SARS-CoV-2. The curves below the threshold line (2) correspond to the test tubes into which SARS-CoV-2 negative clinical specimens were added.

Реализация изобретенияImplementation of the invention

Разработан способ амплификации вирусных или микробных нуклеиновых кислот, содержащихся в биологическом образце с применением реакционной смеси, разработанной авторами и обладающей необходимыми свойствами для разрушения нуклеопротеидных частиц, лизиса биологического образца и инактивации нуклеаз одновременно с амплификацией целевой НК, способ использования такой реакционной смеси и тест-системы на основе такой реакционной смеси. Разработан способ использования реакционной смеси, включающий способы обнаружения амплификации целевой НК: флуоресцентный и колориметрический, в том числе визуальный. Разработаны тест-системы (варианты) на основе разработанной реакционной смеси, использующие как флуоресцентный, так и колориметрический способы обнаружения целевой НК, а именно НК патогенного вируса SARS-CoV-2, возбудителя заболевания COVID-19.A method has been developed for amplifying viral or microbial nucleic acids contained in a biological sample using a reaction mixture developed by the authors and having the necessary properties for the destruction of nucleoprotein particles, lysis of a biological sample and inactivation of nucleases simultaneously with the amplification of the target NA, a method for using such a reaction mixture and a test system based on this reaction mixture. A method has been developed for using the reaction mixture, including methods for detecting the amplification of the target NA: fluorescent and colorimetric, including visual. Test systems (variants) based on the developed reaction mixture have been developed, using both fluorescent and colorimetric methods for detecting the target NA, namely the NA of the pathogenic SARS-CoV-2 virus, the causative agent of the COVID-19 disease.

Предлагаемая реакционная смесь включает детергент Triton™ X-100 и восстанавливающий агент дитиотреитол, которые используются в настоящей реакционной смеси, помимо их стандартного назначения в составе амплификационных смесей (защита компонентов смеси от агрегации для детергентов, защита компонентов смеси от окисления для восстанавливающих агентов), для лизиса биологического образца и разрушения нуклеопротеидных, в частности вирусных, частиц. Их содержание в реакционной смеси подобрано таким образом, чтобы они, в сочетании с нагреванием до температуры амплификации, вызывали частичную или полную денатурацию белков образца и высвобождение НК из образца. При этом их содержание в реакционной смеси подобрано так, чтобы в сочетании с нагреванием до температуры амплификации не вызывать денатурацию ДНК-полимеразы Bst и не нарушать таким образом процесс амплификации НК (о чем можно судить по тому, что подобранные концентрации указанных веществ не сдвигают пороговый цикл амплификации в большую сторону, что соответствовало бы сдвигу вправо кривых амплификации на графике, а наоборот, способствуют оптимизации амплификации, что выражается в более быстром накоплении продукта амплификации и сдвигу кривых амплификации влево). The proposed reaction mixture includes Triton™ X-100 detergent and dithiothreitol reducing agent, which are used in this reaction mixture, in addition to their standard use in amplification mixtures (protection of mixture components from aggregation for detergents, protection of mixture components from oxidation for reducing agents), for lysis of a biological sample and destruction of nucleoprotein, in particular viral, particles. Their content in the reaction mixture was selected in such a way that, in combination with heating to the amplification temperature, they caused partial or complete denaturation of the sample proteins and the release of NA from the sample. At the same time, their content in the reaction mixture was chosen so that, in combination with heating to the amplification temperature, it would not cause denaturation of Bst DNA polymerase and thus not disrupt the NA amplification process (which can be judged by the fact that the selected concentrations of these substances do not shift the threshold cycle increase, which would correspond to a shift to the right of the amplification curves on the graph, and vice versa, contribute to the optimization of amplification, which is expressed in a faster accumulation of the amplification product and a shift of the amplification curves to the left).

Подбор таких оптимальных концентраций стал возможен потому, что бактерия Geobacillus stearothermophilus, из которой изолирована полимераза Bst, является термофильной, вследствие чего ее белки обладают большей стабильностью в высокотемпературном диапазоне (диапазоне температур амплификации с использованием полимеразы Bst), чем белки клинически значимых биологических образцов, включая белки клеток человека, а также поражающих человека микробов и вирусов.The selection of such optimal concentrations became possible because the Geobacillus stearothermophilus bacterium, from which the Bst polymerase is isolated, is thermophilic, as a result of which its proteins are more stable in the high temperature range (the temperature range of amplification using Bst polymerase) than the proteins of clinically significant biological samples, including proteins of human cells, as well as microbes and viruses affecting humans.

Также в предлагаемой в изобретении реакционной смеси используется бычий сывороточный альбумин (БСА), улучшающий параметры амплификации. Содержание всех указанных компонентов, а также ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота) оптимизировано для наилучшей амплификации. Also in the reaction mixture according to the invention, bovine serum albumin (BSA) is used to improve amplification parameters. The content of all these components, as well as EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) is optimized for the best amplification.

Кроме того, реакционная смесь содержит компоненты, необходимые для петлевой изотермической амплификации НК: ДНК-полимеразу с цепь-вытесняющей активностью, праймеры, дезоксирибонуклеотиды (дезоксиаденозинтрифосфат, дезоксигуанозинтрифосфат, дезоксицитидинтрифосфат и дезокситимидинтрифосфат), соли. In addition, the reaction mixture contains the components necessary for loop isothermal amplification of NA: DNA polymerase with chain-displacing activity, primers, deoxyribonucleotides (deoxyadenosine triphosphate, deoxyguanosine triphosphate, deoxycytidine triphosphate and deoxythymidine triphosphate), salts.

Также было установлено, что добавление гуанидина вплоть до концентрации 60 ммоль/л улучшает протекание амплификации целевой НК в созданной реакционной смеси, однако гуанидин не был включен в ее состав, т. к. препарат НК часто и так оказывается загрязнен гуанидином в процессе выделения нуклеиновых кислот, что привносит гуанидин в реакционную смесь в том случае, если пользователь применяет в качества образца препарат выделенных НК, а не непосредственно биологический образец.It was also found that the addition of guanidine up to a concentration of 60 mmol/l improves the amplification of the target NA in the created reaction mixture, however, guanidine was not included in its composition, since the NA preparation often turns out to be contaminated with guanidine during the isolation of nucleic acids. , which introduces guanidine into the reaction mixture in the event that the user uses a preparation of isolated NAs as a sample, and not directly a biological sample.

Предлагается также способ использования разработанной реакционной смеси, а именно способ амплификации, при котором разработанная реакционная смесь инкубируется при неизменной температуре, выбранной в диапазоне от 50 до 69ºС, в любом нагревательном приборе, способном поддерживать выбранную температуру инкубации с точностью до 0,5ºC, в течение времени, наилучшим образом подходящего для накопления преимущественно специфического продукта амплификации в количестве, совместимом с выбранным способом детекции продуктов амплификации, т. е. обычно не менее 15, но не более 30 минут.A method is also proposed for using the developed reaction mixture, namely the amplification method, in which the developed reaction mixture is incubated at a constant temperature selected in the range from 50 to 69ºC, in any heating device capable of maintaining the selected incubation temperature with an accuracy of 0.5ºC, for the time best suited for the accumulation of predominantly specific amplification product in an amount compatible with the chosen method of detection of amplification products, i.e. usually not less than 15, but not more than 30 minutes.

Частными случаями разработанной реакционной смеси являются варианты реакционной смеси, предназначенные для конкретных способов детекции ДНК-продуктов амплификации. Так, для регистрации ДНК-продуктов амплификации в флуоресцентном варианте их детекции используется способность флуоресцентного красителя SYBR® GreenI связываться с двуцепочечной ДНК и продуцировать в этом состоянии более сильный сигнал флуоресценции, чем в несвязанном виде. Характеристиками этого красителя является предпочтительная длина волны излучения, используемого для возбуждения, составляющая 497 нм, и предпочтительная длина волны регистрируемого излучения 520 нм. Вместо SYBR® GreenI может быть использован другой флуоресцентный ДНК-связывающий краситель, известный специалистам в области молекулярной биологии.Particular cases of the developed reaction mixture are variants of the reaction mixture designed for specific methods for detecting DNA amplification products. Thus, to detect DNA amplification products in the fluorescent version of their detection, the ability of the fluorescent dye SYBR® GreenI to bind to double-stranded DNA and produce a stronger fluorescence signal in this state than in the unbound form is used. The characteristics of this dye are the preferred wavelength of the radiation used for excitation, which is 497 nm, and the preferred wavelength of the detected radiation is 520 nm. Instead of SYBR® GreenI, another fluorescent DNA-binding dye known to those skilled in the art of molecular biology may be used.

Чтобы сделать возможной колориметрическую рН-зависимую детекцию результатов амплификации, реакционная смесь готовится с низким содержанием трис(гидроксиметил)аминометана и, как следствие, с низкой буферной емкостью. При синтезе цепи НК образуются протоны как побочный продукт, и благодаря вышеописанным особенностям реакционной смеси это приводит к сдвигу рН реакционной жидкости, что может быть обнаружено с помощью рН-чувствительных красителей, таких как феноловый красный, в результате использования которых возможно определить изменение окраски раствора визуально или с помощью колориметра.To enable colorimetric pH-dependent detection of amplification results, the reaction mixture is prepared with a low content of tris(hydroxymethyl)aminomethane and, as a result, with a low buffer capacity. During the synthesis of the NC chain, protons are formed as a by-product, and due to the above features of the reaction mixture, this leads to a shift in the pH of the reaction liquid, which can be detected using pH-sensitive dyes, such as phenol red, as a result of which it is possible to determine the color change of the solution visually or with a colorimeter.

Могут быть также использованы другие способы выявления амплификации НК, известные специалистам в области молекулярной биологии и конкретно в области LAMP, например, индикаторы ионов щелочноземельных металлов, такие как гидроксинафтоловый синий, или турбидиметрические способы.Other methods for detecting NA amplification known to those skilled in the art of molecular biology and specifically in the field of LAMP may also be used, for example, alkaline earth metal ion indicators such as hydroxynaphthol blue, or turbidimetric methods.

Преимуществом предлагаемого изобретения является то, что в нем не используется лизис биологического образца с использованием протеиназы (типичное решение схожих задач), что удешевляет и упрощает техническое решение, в частности, снимает необходимость в прогревании реакционной смеси при высокой температуре перед этапом амплификации для инактивации протеиназы. Это делает реакционную смесь совместимой с источником нагрева, установленным только на одну температуру, и подходящей для использования методов изотермической амплификации.The advantage of the proposed invention is that it does not use the lysis of a biological sample using a proteinase (a typical solution to similar problems), which reduces the cost and simplifies the technical solution, in particular, eliminates the need for heating the reaction mixture at a high temperature before the amplification step to inactivate the proteinase. This makes the reaction mixture compatible with a heating source set to only one temperature and suitable for use in isothermal amplification techniques.

Предлагаемое решение совмещает разрушение биологического образца, разборку вирионов или других нуклеопротеидных частиц, инактивацию нуклеаз и амплификацию НК в одной и той же пробирке, в один и тот же промежуток времени и с использованием одной и той же смеси, выступающей, таким образом, одновременно в качестве лизирующего буферного раствора, системы для выделения нуклеиновых кислот и реакционной смеси для амплификации. При этом полимераза вступает в конкуренцию с нуклеазами за нуклеиновые кислоты, что позволяет более успешно амплифицировать нуклеиновые кислоты – с меньшим риском того, что матричные НК будут разрушены нуклеазами еще до начала амплификации и не будут обнаружены при анализе.The proposed solution combines the destruction of a biological sample, the disassembly of virions or other nucleoprotein particles, the inactivation of nucleases and the amplification of NA in the same tube, at the same time interval and using the same mixture, thus acting simultaneously as a lysis buffer solution, a system for isolating nucleic acids, and an amplification reaction mixture. In this case, the polymerase competes with nucleases for nucleic acids, which makes it possible to more successfully amplify nucleic acids - with a lower risk that template NAs will be destroyed by nucleases even before amplification begins and will not be detected during analysis.

Предлагаемое техническое решение позволяет проводить реакцию амплификации, а именно реакцию петлевой изотермической амплификации (LAMP), с использованием тех образцов, которые были отобраны даже в такую простую транспортную среду, как физиологический раствор (0,9% хлорид натрия). При этом компоненты реакционной смеси (РС) позволяют инактивировать нуклеазы, содержащиеся в образце, непосредственно при проведении реакции амплификации.The proposed technical solution allows the amplification reaction, namely the loop isothermal amplification reaction (LAMP), using those samples that were taken even in such a simple transport medium as saline (0.9% sodium chloride). At the same time, the components of the reaction mixture (RS) make it possible to inactivate the nucleases contained in the sample directly during the amplification reaction.

В варианте для анализа на содержание вирусов с РНК-геномом для лучшей сохранности РНК в реакционной смеси используется небелковый термостабильный ингибитор рибонуклеаз (РНКаз), например, поливинилсульфоновая кислота. Реакционная смесь для анализа образца на содержание РНК-вирусов содержит также обратную транскриптазу для синтеза кДНК, которая далее может служить матрицей для ДНК-полимеразы Bst. In the variant for the analysis of the presence of viruses with an RNA genome, for better preservation of RNA in the reaction mixture, a non-protein thermostable inhibitor of ribonucleases (RNases), for example, polyvinyl sulfonic acid, is used. The reaction mixture for analysis of a sample for the content of RNA viruses also contains a reverse transcriptase for cDNA synthesis, which can then serve as a template for Bst DNA polymerase .

Частными случаями использования разработанного способа амплификации являются разработанные тест-системы для выявления РНК коронавируса SARS-CoV-2, возбудителя респираторного заболевания COVID-19. РНК коронавирусов покрыта несколькими оболочками, липидной и белковыми, по этой причине разрушение капсида коронавирусов и высвобождение из него геномной РНК в относительно мягких температурных и химических условиях (под относительно мягкими условиями здесь понимаются условия, пригодные для амплификации высвобожденной РНК методом петлевой изотермической амплификации) представляет собой довольно сложную техническую задачу, которая успешно решается разработанной тест-системой.Particular cases of using the developed amplification method are the developed test systems for detecting RNA of the coronavirus SARS-CoV-2, the causative agent of the respiratory disease COVID-19. Coronavirus RNA is covered with several envelopes, lipid and protein, for this reason, the destruction of the capsid of coronaviruses and the release of genomic RNA from it under relatively mild temperature and chemical conditions (relatively mild conditions here mean conditions suitable for amplifying the released RNA by loop isothermal amplification) is rather complex technical problem, which is successfully solved by the developed test system.

В случае опасных вирусов, например, SARS-CoV-2, достоинством разработанной реакционной смеси является способность обезвреживать вирусы в процессе использования. О такой способности смеси говорит мировой опыт использования сходных смесей и сходных температурных условий, в частности, используемые химические и температурные условия удовлетворяют условиям, рекомендованным Центрами по контролю и профилактике заболеваний США для образцов, полученных от пациентов с подозрением на вирусную геморрагическую лихорадку, например, лихорадку Эбола [«Временное руководство по обращению с пациентами с подозрением на вирусную геморрагическую лихорадку в больницах США», http://www.cdc.gov/HAI/pdfs/bbp/VHFinterimGuidance05_19_05.pdf]. Более того, была также продемонстрирована способность взятой отдельно от нагревания 30-минутной инкубации образца с детергентом Triton™X-100 при комнатной температуре [Агентство общественного здоровья Англии, «Тестирование способов инактивации SARS-CoV-2: промежуточный отчет», 12 июня 2020, https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/898605/HCM-CoV2-006-v3_Triton_X-100_TCF.pdf; также E.I. Patterson и др. «Способы инактивации SARS-CoV-2 для дальнейших биологических исследований», bioRxiv, 2020] или прогревания при 65ºС (температура, используемая разработанной тест-системой) в течение 10 минут без детергента [DarnellME, TaylorDR. «Оценка способов инактивации коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома в неклеточных производных крови», журнал Transfusion, 2006 Oct; 46(10): 1770–1777] убивать коронавирусы (SARS-CoV-2 и SARS-CoV) достаточно эффективно, чтобы способные к инфицированию вирусные частицы было невозможно обнаружить в образце вирусологическими методами.In the case of dangerous viruses, such as SARS-CoV-2, the advantage of the developed reaction mixture is the ability to neutralize viruses during use. This ability of the mixture is evidenced by world experience using similar mixtures and similar temperature conditions, in particular, the chemical and temperature conditions used meet the conditions recommended by the US Centers for Disease Control and Prevention for samples obtained from patients with suspected viral hemorrhagic fever, for example, fever Ebola [Interim Guidance for the Management of Patients with Suspected Viral Hemorrhagic Fever in US Hospitals, http://www.cdc.gov/HAI/pdfs/bbp/VHFinterimGuidance05_19_05.pdf]. Moreover, a 30-minute incubation of a sample with Triton™X-100 detergent at room temperature, taken separately from heat, has also been demonstrated [Public Health England, "Testing methods for inactivating SARS-CoV-2: an interim report", June 12, 2020, https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/898605/HCM-CoV2-006-v3_Triton_X-100_TCF.pdf; also E.I. Patterson et al. “Methods for inactivating SARS-CoV-2 for further biological research”, bioRxiv, 2020] or heating at 65°C (the temperature used by the developed test system) for 10 minutes without detergent [DarnellME, TaylorDR. "Evaluation of methods for inactivation of severe acute respiratory syndrome coronavirus in non-cellular blood derivatives", Transfusion journal, 2006 Oct; 46(10): 1770–1777] to kill coronaviruses (SARS-CoV-2 and SARS-CoV) effectively enough that infectious viral particles cannot be detected in the sample by virological methods.

Разработаны тест-системы, в которых разработанный способ амплификации вирусных или микробных нуклеиновых кислот, содержащихся в биологическом образце с использованием предложенной реакционной смеси снабжена положительным и отрицательным контрольным образцом для того, чтобы пользователь мог убедиться в протекании специфической реакции амплификации в данной постановке. Кроме того, в указанных тест-системах ферменты либо праймеры, необходимые для протекания реакции петлевой изотермической амплификации, отделены от основной реакционной смеси во избежание протекания неспецифических реакций до внесения образца, а также для увеличения стабильности компонентов при хранении. Как альтернатива, разработаны варианты исполнения тест-систем, в которых большая часть компонентов подвергнута вакуумной сушке или лиофилизации, а остальные компоненты включены в состав буферного раствора-разбавителя.Test systems have been developed in which the developed method for amplifying viral or microbial nucleic acids contained in a biological sample using the proposed reaction mixture is provided with a positive and negative control sample so that the user can verify that a specific amplification reaction occurs in this setting. In addition, in these test systems, the enzymes or primers necessary for the loop isothermal amplification reaction are separated from the main reaction mixture in order to avoid nonspecific reactions before the sample is added, as well as to increase the stability of the components during storage. As an alternative, versions of test systems have been developed in which most of the components are subjected to vacuum drying or lyophilization, and the remaining components are included in the diluent buffer solution.

Изобретение подтверждается примерами.The invention is confirmed by examples.

Подбор оптимальных концентраций компонентов реакционной смеси, универсальных для амплификации НК микроорганизмов и вирусов как с ДНК-, так и с РНК-геномом, описан в примерах 1-5. В примере 6 описано исследование влияния поливинилсульфоновой кислоты, ингибитора РНКаз, который может быть использован для при анализе на содержание представляющих интерес РНК-геномов для лучшей их сохранности.The selection of the optimal concentrations of the components of the reaction mixture, universal for the amplification of NC microorganisms and viruses with both DNA and RNA genome, is described in examples 1-5. Example 6 describes the study of the effect of polyvinyl sulfonic acid, an RNase inhibitor, which can be used to analyze the content of RNA genomes of interest for better preservation.

Пример 1 Example 1

Оптимизация реакционной смеси по компоненту Triton™ X-100Reaction mixture optimization for Triton™ X-100 component

В реакционной смеси для LAMP варьировали содержание компонента Triton™ X-100 и проводили реакцию на обнаружение РНК коронавируса SARS-CoV-2. Сравнивали получающиеся кривые (фиг. 1, 1а) по пороговым циклам, концентрация компонента, при которой пороговый цикл был наименьшим, принималась за оптимальную.In the reaction mixture for LAMP, the content of the Triton™ X-100 component was varied and a reaction was performed for the detection of SARS-CoV-2 coronavirus RNA. The resulting curves (Fig. 1, 1a) were compared by threshold cycles, the concentration of the component at which the threshold cycle was the smallest was taken as optimal.

Сравнили результаты для диапазонов концентраций от 0 до 100 г/л Triton™ X-100 (в конечной реакционной смеси, получающейся после добавления образца), а также, в отдельной серии экспериментов, от 100 до 150 г/л. Наилучшие результаты в обоих случаях получили при использовании концентрации 100 г/л, концентрации в диапазоне от 10 до 100 г/л и от 100 до 150 г/л тоже также приводили к достаточно быстрому накоплению специфического продукта амплификации, что отображается в виде подъема кривой.The results were compared for concentration ranges from 0 to 100 g/L Triton™ X-100 (in the final reaction mixture resulting from the addition of the sample) and also, in a separate set of experiments, from 100 to 150 g/L. The best results in both cases were obtained using a concentration of 100 g/l, concentrations in the range from 10 to 100 g/l and from 100 to 150 g/l also led to a fairly rapid accumulation of the specific amplification product, which is displayed as a rise in the curve.

Пример 2Example 2

Оптимизация реакционной смеси по компоненту бычьего сывороточного альбумина (БСА)Optimization of the reaction mixture for the component of bovine serum albumin (BSA)

В реакционной смеси для LAMP варьировали содержание компонента БСА и проводили реакцию на обнаружение коронавируса SARS-CoV-2. Сравнивали получающиеся кривые (фиг. 2) по пороговым циклам, концентрация компонента, при которой пороговый цикл был наименьшим, принималась за оптимальную.In the reaction mixture for LAMP, the content of the BSA component was varied and a reaction was performed for the detection of SARS-CoV-2 coronavirus. The resulting curves (Fig. 2) were compared by threshold cycles, the concentration of the component at which the threshold cycle was the smallest was taken as optimal.

БСА улучшал показатель порогового цикла во всех испытанных концентрациях от 1 до 20 г/л по сравнению со смесью без БСА. Наилучшие результаты получали при использовании концентрации 20 г/л (в конечной реакционной смеси, получающейся после добавления образца), однако сдвиг порогового цикла в сторону уменьшения был довольно малым по сравнению с концентрациями 15 и 10 г/л, при этом при высоких концентрациях БСА изменялся цвет реакционной смеси, что снижает ее пригодность для визуального колориметрического определения результата амплификации, а также снижалась стабильность смеси при замораживании-размораживании (выпадал осадок), поэтому было решено далее не повышать концентрацию БСА. Таким образом, наиболее благоприятным для амплификации был признан диапазон концентраций БСА от 5 до 20 г/л, а для визуального колориметрического определения результата амплификации - от 1 до 5 г/л.BSA improved threshold cycle score at all concentrations tested from 1 to 20 g/l compared to the formula without BSA. The best results were obtained using a concentration of 20 g/l (in the final reaction mixture obtained after the addition of the sample), however, the downward shift in the threshold cycle was rather small compared to concentrations of 15 and 10 g/l, while at high concentrations BSA changed the color of the reaction mixture, which reduces its suitability for visual colorimetric determination of the amplification result, as well as the stability of the mixture during freezing-thawing (precipitation precipitated), so it was decided not to further increase the concentration of BSA. Thus, the BSA concentration range from 5 to 20 g/l was recognized as the most favorable for amplification, and from 1 to 5 g/l for visual colorimetric determination of the amplification result.

Пример 3 Example 3

Оптимизация реакционной смеси по компоненту ЭДТАOptimization of the reaction mixture for the EDTA component

В реакционной смеси для LAMP варьировали содержание компонента ЭДТА и проводили реакцию на обнаружение коронавируса SARS-CoV-2. Сравнивали получающиеся кривые (фиг. 3) по пороговым циклам, концентрация компонента, при которой пороговый цикл был наименьшим, принималась за оптимальную.In the reaction mixture for LAMP, the content of the EDTA component was varied and a reaction was performed for the detection of SARS-CoV-2 coronavirus. The resulting curves (Fig. 3) were compared by threshold cycles, the concentration of the component at which the threshold cycle was the smallest was taken as optimal.

Наилучшие результаты получали при использовании концентрации 0,75 ммоль/л (в конечной реакционной смеси, получающейся после добавления образца), ближайшие к ней исследованные значения (от 0,5 до 1,5 ммоль/л) были субоптимальными.The best results were obtained using a concentration of 0.75 mmol/l (in the final reaction mixture obtained after the addition of the sample), the closest studied values (from 0.5 to 1.5 mmol/l) were suboptimal.

Пример 4 Example 4

Совместимость реакционной смеси с наличием в ней гуанидина гидрохлоридаCompatibility of the reaction mixture with the presence of guanidine hydrochloride in it

В реакционной смеси для LAMP варьировали содержание гидрохлорида гуанидина и проводили реакцию на обнаружение коронавируса SARS-CoV-2. Сравнивали получающиеся кривые (фиг. 4) по пороговым циклам, концентрация компонента, при которой пороговый цикл был наименьшим, принималась за оптимальную.In the reaction mixture for LAMP, the content of guanidine hydrochloride was varied and a reaction was carried out for the detection of SARS-CoV-2 coronavirus. The resulting curves (Fig. 4) were compared by threshold cycles, the concentration of the component at which the threshold cycle was the smallest was taken as optimal.

Наилучшие результаты получали при использовании концентрации 40 ммоль/л (в конечной реакционной смеси, получающейся после добавления образца), ближайшие к ней исследованные значения были субоптимальными.The best results were obtained using a concentration of 40 mmol/l (in the final reaction mixture obtained after the addition of the sample), the closest studied values were suboptimal.

Таким образом, было установлено, что добавление гуанидина вплоть до концентрации 60 ммоль/л улучшает протекание амплификации целевой НК в созданной реакционной смеси, однако препарат НК часто и так оказывается загрязнен гуанидином в процессе выделения нуклеиновых кислот, что привносит гуанидин в реакционную смесь в том случае, если пользователь применяет в качества образца препарат выделенных НК, а не непосредственно биологический образец, поэтому в дальнейшем в разработанной реакционной смеси гуанидин не использовался.Thus, it was found that the addition of guanidine up to a concentration of 60 mmol/l improves the amplification of the target NA in the created reaction mixture; , if the user uses a preparation of isolated NAs as a sample, and not directly a biological sample, therefore, guanidine was not used in the developed reaction mixture in the future.

Пример 5 Example 5

Оптимизация реакционной смеси по компоненту дитиотреитолOptimization of the reaction mixture for the dithiothreitol component

В реакционной смеси для LAMP варьировали содержание дитиотреитола и проводили реакцию на обнаружение коронавируса SARS-CoV-2. Сравнивали получающиеся кривые (фиг. 5) по пороговым циклам, концентрация компонента, при которой пороговый цикл был наименьшим, принималась за оптимальную.In the reaction mixture for LAMP, the content of dithiothreitol was varied and a reaction was performed for the detection of SARS-CoV-2 coronavirus. The resulting curves (Fig. 5) were compared by threshold cycles, the concentration of the component at which the threshold cycle was the smallest was taken as optimal.

Наилучшие результаты получали при использовании концентрации 18,75 ммоль/л дитиотреитола (в конечной реакционной смеси, получающейся после добавления образца), ближайшие к ней исследованные значения (от 6,25 до 12,5 ммоль/л) были субоптимальными.The best results were obtained using a concentration of 18.75 mmol/l of dithiothreitol (in the final reaction mixture obtained after the addition of the sample), the closest studied values (from 6.25 to 12.5 mmol/l) were suboptimal.

Пример 6 Example 6

Исследование возможности использования поливинилсульфоновой кислоты для ингибирования рибонуклеазStudy of the possibility of using polyvinyl sulfonic acid for the inhibition of ribonucleases

В реакционной смеси для LAMP варьировали содержание поливинилсульфоновой кислоты и проводили реакцию на обнаружение коронавируса SARS-CoV-2. Сравнивали получающиеся кривые (фиг. 6) по пороговым циклам, концентрация компонента, при которой пороговый цикл был наименьшим, принималась за оптимальную.In the reaction mixture for LAMP, the content of polyvinyl sulfonic acid was varied and a reaction was performed for the detection of SARS-CoV-2 coronavirus. The resulting curves (Fig. 6) were compared by threshold cycles, the concentration of the component at which the threshold cycle was the smallest was taken as optimal.

В максимальной из использованных концентраций наблюдалось ингибирование реакции амплификации. В реакционных смесях со всеми остальными испытанными концентрациями амплификация проходила с приблизительно одинаковой скоростью, а ингибирования амплификации не наблюдали, что позволяет использовать данный ингибитор РНКаз как дополнительную (по отношению к воздействию нагревания в сочетании с детергентом Triton™ X-100 и восстанавливающим агентом дитиотреитолом) защиту представляющих интерес РНК от РНКаз.At the maximum concentration used, inhibition of the amplification reaction was observed. In reaction mixtures with all other tested concentrations, amplification proceeded at approximately the same rate, and no inhibition of amplification was observed, which allows using this RNase inhibitor as an additional (in relation to the effect of heating in combination with Triton™ X-100 detergent and dithiothreitol reducing agent) protection RNAs of interest from RNases.

Таким образом, проведя оптимизацию содержания отдельных компонентов реакционной смеси, как описано в примерах 1-5, и выбрав ту концентрацию каждого из этих компонентов, которая оказалась оптимальной в каждом из описанных экспериментов, получили реакционную смесь, подходящую для быстрого и надежного обнаружения патогенов непосредственно в биологических образцах (оптимизированные концентрации компонентов приведены в таблице 1).Thus, by optimizing the content of the individual components of the reaction mixture, as described in examples 1-5, and choosing the concentration of each of these components that turned out to be optimal in each of the described experiments, we obtained a reaction mixture suitable for the rapid and reliable detection of pathogens directly in biological samples (optimized concentrations of the components are shown in table 1).

Таблица 1. Состав оптимизированной реакционной смесиTable 1. Composition of the optimized reaction mixture

КомпонентComponent КонцентрацияConcentration детергент Triton™ X-100 detergent Triton™ X-100 от 10 до 150 г/лfrom 10 to 150 g/l бычий сывороточный альбуминbovine serum albumin от 1 до 20 г/лfrom 1 to 20 g/l дитиотреитол dithiothreitol от 6,25 до 18,75 ммоль/лfrom 6.25 to 18.75 mmol/l этилендиаминтетрауксусная кислотаethylenediaminetetraacetic acid от 0,5 до 1,5 ммоль/л0.5 to 1.5 mmol/l

Добавляя в эту смесь поливинилсульфоновую кислоту в концентрации, которую нашли оптимальной в примере 6, можно получить реакционную смесь, еще более пригодную для анализа образца на содержание патогенов с РНК-геномом. Кроме того, для анализа образца на содержание патогенов с РНК-геномом необходимо добавление в реакционную смесь обратной транскриптазы, что учитывалось при дальнейшей разработке тест-систем.By adding polyvinyl sulfonic acid to this mixture at the concentration found optimal in Example 6, a reaction mixture can be obtained that is even more suitable for analyzing a sample for pathogens with an RNA genome. In addition, to analyze a sample for pathogens with an RNA genome, it is necessary to add reverse transcriptase to the reaction mixture, which was taken into account in the further development of test systems.

Температурный диапазон функционирования полимеразы Bst позволяет использовать ее при температуре инкубации реакционной смеси от 50 до 72ºС, однако предпочтительным диапазоном температур является 60-69ºС, позволяющий оптимальным образом совместить стабильность фермента и скорость его работы (и значит, сократить проведение анализа). Внутри этого диапазона для дальнейшего использования была выбрана температура амплификации 65ºС.The operating temperature range of Bst polymerase allows its use at the incubation temperature of the reaction mixture from 50 to 72ºС, however, the preferred temperature range is 60-69ºС, which makes it possible to optimally combine the stability of the enzyme and the speed of its operation (and, therefore, reduce the analysis). Within this range, an amplification temperature of 65°C was chosen for further use.

Дальнейшие примеры описывают применение заявляемого способа амплификации в составе тест-систем для обнаружения конкретных микроорганизмов или вирусов. Тест-системы включают в себя положительный и отрицательный контрольные образцы и инструкции пользователя, в которых описаны правила постановки анализа и интерпретации результатов исследования. Показана успешная и специфическая детекция в образце как ДНК- (пример 13), так и РНК-геномов (примеры 8-12, 14-15), представляющих интерес.Further examples describe the use of the proposed amplification method as part of test systems for the detection of specific microorganisms or viruses. Test systems include positive and negative control samples and user instructions that describe the rules for setting up the analysis and interpreting the results of the study. Successful and specific detection in the sample of both DNA (Example 13) and RNA genomes (Examples 8-12, 14-15) of interest is shown.

Пример 7 Example 7

Подготовка образцов к анализу на содержание респираторного вируса, являющегося целевым аналитом, с применением заявляемого способа амплификацииPreparation of samples for analysis for the content of the respiratory virus, which is the target analyte, using the proposed amplification method

Для подготовки образца к анализу в пробирку с 500 мкл физиологического раствора (0,9%-ный раствор хлорида натрия) вносили мазок из носоглотки и/или ротоглотки, энергичными вращательными движениями обеспечивали отделение биологического материала от зонда/тампона в раствор, стараясь не допустить разбрызгивания потенциально зараженной жидкости, после чего зонд/тампон дезактивировали, рассматривая его как инфекционно-опасный. В случае взятия назофарингеального и орофарингеального мазка от одного пациента биологический материал с обоих зондов/тампонов смывали в одной и той же пробирке для увеличения вирусной нагрузки. Образцы хранили в холодильнике при температуре от 2 до 8°С и транспортировали с соблюдением «холодовой цепи». Транспортной средой и/или средой для хранения образца при этом являлся физиологический раствор, в котором производился смыв.To prepare the sample for analysis, a swab from the nasopharynx and/or oropharynx was introduced into a test tube with 500 μl of physiological solution (0.9% sodium chloride solution), vigorous rotational movements ensured the separation of biological material from the probe/tampon into the solution, trying to prevent splashing potentially contaminated fluid, after which the probe / swab was deactivated, considering it as infectious. In the case of taking a nasopharyngeal and oropharyngeal swab from the same patient, the biological material from both probes / swabs was washed off in the same tube to increase the viral load. The samples were stored in a refrigerator at a temperature of 2 to 8°C and transported in compliance with the "cold chain". The transport medium and/or the sample storage medium was the saline solution in which the wash was performed.

Такая подготовка образца обеспечивает оптимальную концентрацию вируса в образце, низкую концентрацию потенциально интерферирующих веществ, а также не меняет рН образца. Сохранение рН образца в физиологическом диапазоне важно для варианта реакционной смеси с рН-зависимым красителем, обеспечивающим колориметрическую детекцию результата амплификации.This sample preparation provides an optimal concentration of virus in the sample, a low concentration of potential interfering substances, and does not change the pH of the sample. Keeping the pH of the sample in the physiological range is important for the variant of the reaction mixture with a pH-dependent dye, which provides colorimetric detection of the amplification result.

Пример 8 Example 8

Проведение анализа образца на содержание вируса SARS-CoV-2 (патогенный вирус с РНК-геномом) с применением заявляемой реакционной смеси в составе тест-системы в варианте исполнения с колориметрической детекцией результата амплификацииAnalysis of the sample for the content of the SARS-CoV-2 virus (pathogenic virus with an RNA genome) using the claimed reaction mixture as part of the test system in the version with colorimetric detection of the amplification result

Для проведения реакции амплификации использовали тест-систему в варианте исполнения с колориметрической детекцией результата амплификации, в которую входит реакционная смесь («РС»), содержащая все компоненты, необходимые для амплификации вирусной РНК, кроме праймеров и матричной НК, и оптимизированная согласно примерам 1-6, и «Праймеры» - смесь праймеров, а также контрольные образцы: положительный и отрицательный контрольные образцы «К+» и «К-», представляющие собой соответственно раствор ПЦР-продукта амплификации специфического участка генома SARS-CoV-2 и воду.To carry out the amplification reaction, a test system was used in the embodiment with colorimetric detection of the amplification result, which includes a reaction mixture ("RS") containing all the components necessary for amplification of viral RNA, except for primers and matrix NK, and optimized according to examples 1- 6, and "Primers" - a mixture of primers, as well as control samples: positive and negative control samples "K+" and "K-", which are, respectively, a solution of the PCR amplification product of a specific region of the SARS-CoV-2 genome and water.

Для проведения анализа использовали твердотельный термостат, позволяющий нагревать образцы до 65°С, и микропробирки объемом от 0,5 до 1,5 мл, подходящие к гнездам термостата.For analysis, a solid-state thermostat was used, which allows heating the samples to 65°C, and microtubes with a volume of 0.5 to 1.5 ml, suitable for the thermostat sockets.

Компоненты тест-системы размораживали и тщательно перемешивали. Во время работы с реагентами обеспечивали их охлаждение путем помещения их на лед, хладоэлемент (аккумулятор холода) или в охлажденный штатив (например, штатив изотермический Isofreeze®).The components of the test system were thawed and thoroughly mixed. While working with the reagents, they were cooled by placing them on ice, a cold cell (cold accumulator) or in a chilled rack (for example, an isothermal rack Isofreeze®).

Готовили микропробирки в количестве n+3, где n – число образцов, которые нужно исследовать (три пробирки используют в качестве контрольных). Ставили их охлаждаться в изотермический штатив, предварительно охлажденный при -20°С (предпочтительно), или в лед. Ставили в изотермический штатив или лед еще одну пробирку для смешивания «РС» и «Праймеров».Microtubes were prepared in the amount of n+3, where n is the number of samples to be examined (three tubes are used as controls). They were placed to cool in an isothermal rack, pre-chilled at -20°C (preferably), or in ice. Another test tube was placed in an isothermal stand or ice to mix "RS" and "Primers".

Готовили на холоде (в изотермическом штативе или во льду) смесь «РС» и «Праймеров» из расчета, что на анализ одного образца расходуется 15 мкл «РС» и 2 мкл «Праймеров», с запасом 10 %, необходимым, чтобы нивелировать погрешности пипеток (см. таблицу 2). Размешивали смесь наконечником пипетки, надетым на пипетку. Сразу же использовали полученную смесь.A mixture of “RS” and “Primers” was prepared in the cold (in an isothermal rack or in ice) on the basis that 15 μl of “RS” and 2 μl of “Primers” are consumed for the analysis of one sample, with a margin of 10%, necessary to level out errors pipettes (see table 2). Stir the mixture with a pipette tip placed on the pipette. The resulting mixture was used immediately.

Таблица 2. Подготовка смеси «РС» и «Праймеров» на 20 образцов, включая контрольные. При необходимости анализа, например, 30 образцов, все объемы из таблицы умножаются на 1,5, и т.д. Table 2. Preparation of a mixture of "RS" and "Primers" for 20 samples, including controls. If it is necessary to analyze, for example, 30 samples, all volumes from the table are multiplied by 1.5, etc.

КомпонентComponent ОбъемVolume «РС»"RS" 330 мкл330 µl «Праймеры»"Primers" 44 мкл44 µl

Вносили по 17 мкл смеси «РС» и «Праймеров» в каждую микропробирку. Добавляли анализируемые образцы, «К-» и «К+» по таблице 3. После добавления этих компонентов размешивали смесь в каждой пробирке наконечником пипетки, не снимая его с пипетки.17 μl of the mixture of “RS” and “Primers” were added to each microtube. Analyzed samples were added, “K-” and “K+” according to Table 3. After adding these components, the mixture was stirred in each test tube with a pipette tip without removing it from the pipette.

Таблица 3. Схема постановки реакции в тестовых и контрольных микропробирках Table 3. Scheme of setting up the reaction in test and control microtubes

КомпонентComponent Тестовая пробирка (взять необходимое число пробирок и проводить реакцию в каждой)Test tube (take the required number of tubes and carry out the reaction in each) Колориметрический стандартColorimetric standard Отрицательный
контроль
Negative
the control
Положительный контрольPositive control
«РС»*"RS"* 15 мкл15 µl 15 мкл15 µl 15 мкл15 µl 15 мкл15 µl «Праймеры»*"Primers"* 2 мкл 2 µl -- 2 мкл2 µl 2 мкл 2 µl ОбразецSample 3 мкл 3 µl -- -- -- «К-»"TO-" -- 3 мкл3 µl 3 мкл3 µl -- «К+»"K+" -- -- -- 3 мкл3 µl Суммарный объемTotal volume 20 мкл20 µl 18 мкл18 µl 20 мкл20 µl 20 мкл20 µl Цвет до реакцииColor before reaction РозовыйPink РозовыйPink РозовыйPink РозовыйPink Каким должен быть цвет после реакцииWhat should be the color after the reaction Если в образце есть НК представляющего интерес вируса: желтый.
Если в образце отсутствует НК представляющего интерес вируса: розовый.
If the sample has NA of the virus of interest: yellow.
If there is no NA of the virus of interest in the sample: pink.
РозовыйPink РозовыйPink ЖелтыйYellow

*Можно подготовить на холоде и сразу же использовать смесь «РС» и «Праймеров» для всех пробирок сразу, как описано выше в тексте.*Can be prepared cold and immediately use the mixture of "PC" and "Primers" for all tubes at once, as described above in the text.

Микропробирки помещали в твердотельный термостат, предварительно нагретый до 65°С.The microtubes were placed in a solid state thermostat preheated to 65°C.

Через 25 мин доставали все микропробирки из термостата, включая колориметрический стандарт, давали им остыть до комнатной температуры на столе (в течение 2-3 мин) и визуально оценивали цвет жидкости на белом фоне, сравнивая с колориметрическим стандартом.After 25 min, all microtubes were taken out of the thermostat, including the colorimetric standard, allowed to cool to room temperature on the table (for 2–3 min), and the color of the liquid was visually assessed against a white background, compared with the colorimetric standard.

Чрезвычайно важно инкубировать микропробирки в термостате не дольше указанного времени! Со временем в пробирках могут накапливаться неспецифические продукты амплификации, что может привести к ложноположительному результату.It is extremely important to incubate the microtubes in the incubator for no longer than the indicated time! Over time, non-specific amplification products may accumulate in the tubes, which can lead to a false positive result.

Жидкость в пробирке «колориметрический стандарт» остается розового цвета, и с ней сравнивают цвет жидкости в остальных пробирках.The liquid in the “colorimetric standard” tube remains pink, and the color of the liquid in the remaining tubes is compared with it.

Изменившийся, желтый, цвет жидкости означает положительный результат теста (наличие НК вируса) для исследуемого образца. Розовый цвет жидкости означает отрицательный результат теста (отсутствие НК вируса) для исследуемого образца. Результаты анализа партии образцов являются валидными только в том случае, если жидкость в пробирке, куда вместо физиологического раствора с образцом был добавлен «К+», стала желтой, а жидкость в пробирке, куда вместо физиологического раствора с образцом был добавлен «К-», осталась розовой.A changed, yellow, color of the liquid means a positive test result (presence of NK virus) for the test sample. The pink color of the liquid means a negative test result (no NK virus) for the test sample. The results of the analysis of a batch of samples are valid only if the liquid in the tube where “K+” was added instead of saline with the sample turned yellow, and the liquid in the tube where “K-” was added instead of saline with the sample, stayed pink.

Если жидкость в пробирке, куда вместо физиологического раствора с образцом был добавлен «К+», осталась розовой, это означает, что реакция петлевой изотермической амплификации в данной партии образцов не прошла, что угрожает получением ложноотрицательных результатов, поэтому результаты анализа данной партии образцов считаются недостоверными.If the liquid in the tube where “K+” was added instead of saline with the sample remains pink, this means that the loop isothermal amplification reaction in this batch of samples did not pass, which threatens to give false negative results, so the results of the analysis of this batch of samples are considered unreliable .

Если жидкость в пробирке, куда вместо физиологического раствора с образцом был добавлен «К-», стала желтой, это означает контаминацию реактивов, расходных материалов или рабочего места нуклеиновыми кислотами с последовательностью нуклеотидов, характерной для определяемого вируса, что угрожает получением ложноположительных результатов, поэтому результаты анализа данной партии образцов считаются недостоверными. Требуется предпринять меры по выявлению и ликвидации источника контаминации и повторить анализ всех образцов данной постановки, для которых получен положительный результат. Образцы данной постановки, анализ которых дал отрицательный результат, можно учитывать как отрицательные.If the liquid in the test tube, where “K-” was added instead of saline with the sample, turned yellow, this means contamination of reagents, consumables or the workplace with nucleic acids with a nucleotide sequence characteristic of the virus being detected, which threatens to give false positive results, therefore the results analyzes of this batch of samples are considered unreliable. It is required to take measures to identify and eliminate the source of contamination and repeat the analysis of all samples of this production, for which a positive result was obtained. Samples of this production, the analysis of which gave a negative result, can be considered as negative.

Пример 9 Example 9

Проведение анализа образца на содержание вируса, являющегося целевым аналитом, с применением заявляемой реакционной смеси в составе тест-системы в варианте исполнения с флуоресцентной детекцией результата амплификацииAnalysis of the sample for the content of the virus, which is the target analyte, using the claimed reaction mixture as part of the test system in the version with fluorescent detection of the amplification result

Для проведения реакции амплификации использовали тест-систему с флуоресцентной детекцией результата амплификации, в которую входит реакционная смесь («РС»), содержащая все компоненты, необходимые для амплификации, кроме ферментов и матричной НК, и оптимизированная согласно примерам 1-6, и «Фермент» - смесь ферментов, необходимых для амплификации вирусной РНК (обратная транскриптаза и ДНК-полимераза Bst), а также контрольные образцы: положительный и отрицательный контрольные образцы «К+» и «К-», представляющие собой соответственно раствор ПЦР-продукта амплификации специфического участка генома SARS-CoV-2 и воду.To carry out the amplification reaction, a test system with fluorescent detection of the amplification result was used, which includes a reaction mixture ("RS") containing all the components necessary for amplification, except for enzymes and matrix NK, and optimized according to examples 1-6, and "Enzyme "- a mixture of enzymes necessary for the amplification of viral RNA (reverse transcriptase and DNA polymerase Bst ), as well as control samples: positive and negative control samples "K +" and "K-", which are, respectively, a solution of the PCR product of amplification of a specific site SARS-CoV-2 genome and water.

Для проведения анализа использовали амплификаторы, позволяющие нагревать образцы до 65°С и регистрировать флуоресценцию по каналу SYBR (или FAM; λмакс.возб.макс.эм. – 497 нм/520 нм) в режиме реального времени, и микропробирки, совместимые с используемыми приборами.For the analysis, we used amplifiers that allow heating samples to 65°С and recording fluorescence via the SYBR (or FAM) channel ; with the devices used.

Использовали следующие условия амплификации: 25 минут инкубации, постоянная температура 65°С.The following amplification conditions were used: 25 minutes incubation, constant temperature 65°C.

Во время работы с реагентами обеспечивали их охлаждение путем помещения их в охлажденный штатив (например, штатив изотермический Isofreeze®), на хладоэлемент (аккумулятор холода) или в лед.During work with the reagents, they were cooled by placing them in a chilled rack (for example, an isothermal rack Isofreeze®), on a cold element (cold accumulator) or in ice.

Компоненты Набора реагентов размораживали и тщательно перемешивали (пипетированием или с помощью 1-2 ударов по стенке пробирки). The components of the Reagent Kit were thawed and thoroughly mixed (by pipetting or with 1-2 strokes on the tube wall).

Готовили микропробирки в количестве n+2, где n – число образцов, которые нужно исследовать, а 2 пробирки используют в качестве контрольных.Microtubes were prepared in the amount of n+2, where n is the number of samples to be examined, and 2 tubes are used as controls.

Помещали микропробирки в изотермический штатив, охлажденный при -20°С (предпочтительно), или, при отсутствии такового, в лед. Если в процессе работы нарушается режим охлаждения, с высокой вероятностью образуются неспецифические продукты амплификации.Microtubes were placed in an isothermal rack cooled at -20°C (preferred), or, in the absence of such, in ice. If the cooling mode is violated during operation, non-specific amplification products are most likely formed.

Готовили смесь «РС» и «Фермента» в отдельной охлажденной пробирке согласно таблице 4, тщательно перемешивали (пипетированием или с помощью 1-2 ударов по стенке пробирки). Немедленно использовали смесь.A mixture of "RS" and "Enzyme" was prepared in a separate chilled test tube according to Table 4, thoroughly mixed (by pipetting or with 1-2 strokes on the tube wall). The mixture was used immediately.

Готовили автоматический дозатор, установленный на 8,5 мкл, с надетым наконечником, охлаждали наконечник, опустив его на 5-10 секунд в холодную (стоящую в изотермическом штативе или во льду) смесь «РС» и «Фермента».An automatic dispenser set at 8.5 μl was prepared with a tip on, the tip was cooled by dipping it for 5-10 seconds in a cold (standing in an isothermal rack or in ice) mixture of "RS" and "Enzyme".

Таблица 4. Подготовка смеси «РС» и «Фермента» согласно количеству анализируемых проб*Table 4. Preparation of a mixture of "RS" and "Enzyme" according to the number of analyzed samples *

КомпонентComponent Объем на 1 пробу, мклVolume per 1 sample, µl Объем на 10 проб, мклVolume for 10 samples, µl Объем на 24 пробы, мклVolume for 24 samples, µl Объем на 48 проб, мклVolume for 48 samples, µl Объем на 96 проб, мклVolume for 96 samples, µl «РС»"RS" 2424 264264 634634 12671267 25342534 «Фермент»"Enzyme" 1,51.5 16,516.5 4040 7979 158158

*Для исследования любого другого числа проб (20, 30, 40…) количество «РС» и «Фермента» для 10 проб нужно умножить на соответствующий коэффициент (2, 3, 4…).*To study any other number of samples (20, 30, 40…), the number of “RS” and “Enzyme” for 10 samples must be multiplied by the appropriate coefficient (2, 3, 4…).

Делили смесь «РС» и «Фермента» между охлажденными микропробирками для ПЦР так, чтобы в каждую микропробирку для ПЦР было внесено 8,5 мкл смеси.The mixture of “RS” and “Enzyme” was divided between chilled microtubes for PCR so that 8.5 μl of the mixture was added to each microtube for PCR.

Добавляли в микропробирки реагенты согласно таблице 5.Reagents were added to microtubes according to Table 5.

Перемешивали смесь в каждой пробирке ударом пальца по пробирке.Stir the mixture in each tube by tapping the tube with your finger.

Таблица 5. Схема постановки реакции в тестовых и контрольных микропробиркахTable 5. Scheme of setting up the reaction in test and control microtubes

КомпонентComponent Тестовая микропробиркаTest microtube Отрицательный
контроль
Negative
the control
Положительный контрольPositive control
Смесь «РС» + «Фермент»Mix "RS" + "Enzyme" 8,5 мкл8.5 µl 8,5 мкл8.5 µl 8,5 мкл8.5 µl ОбразецSample 1,5 мкл1.5 µl -- -- «К-»"TO-" -- 1,5 мкл1.5 µl -- «К+»"K+" -- -- 1,5 мкл1.5 µl Суммарный объемTotal volume 10 мкл10 µl 10 мкл10 µl 10 мкл10 µl

Незамедлительно помещали микропробирки в амплификатор и запускали программу амплификации.The microtubes were immediately placed in the cycler and the amplification program was started.

При этом для проведения анализа готовили амплификатор заранее в соответствии с руководством по эксплуатации амплификатора. Программировали амплификатор согласно следующим принципам:In this case, for analysis, the cycler was prepared in advance in accordance with the cycler operation manual. The cycler was programmed according to the following principles:

• температура инкубации постоянная и составляет 65°С;• incubation temperature is constant and is 65°С;

• суммарное время инкубации образцов в приборе должно составлять 25 минут. В это время включается не только время прохождения циклов в программе амплификатора, но и время между циклами, требующееся для измерения флуоресценции. Т.е. нельзя запрограммировать 75 циклов по 20 секунд, т. к. суммарное время инкубации превысит 25 минут, что может привести к появлению неспецифической амплификации. Время, необходимое для перехода между циклами, и, соответственно, необходимое число циклов будут зависеть от модели амплификатора; • total incubation time of samples in the instrument should be 25 minutes. This time includes not only the cycle time in the cycler program, but also the time between cycles required to measure fluorescence. Those. 75 cycles of 20 seconds cannot be programmed, as the total incubation time will exceed 25 minutes, which may lead to non-specific amplification. The time required to transition between cycles, and thus the number of cycles required, will depend on the cycler model;

• поэтому при первом запуске анализа замеряли, скольким циклам по 20 секунд (далее это число циклов обозначается как N) будет соответствовать общее время инкубации образцов 25 минут, пользуясь часами или таймером. Для амплификатора CFX96 в случае циклов по 20 секунд такое число циклов N равняется 40 циклам. При этом необходимо остановить выполнение программы амплификатора по прошествии 25 минут;• Therefore, when the analysis was first started, it was measured how many cycles of 20 seconds (hereinafter referred to as N) would correspond to a total sample incubation time of 25 minutes, using a clock or a timer. For the CFX96 cycler, in the case of cycles of 20 seconds, this number of cycles N equals 40 cycles. In this case, it is necessary to stop the cycler program execution after 25 minutes;

• при дальнейших запусках анализа программируется необходимое число циклов, N циклов по 20 секунд, которое было определено при первом запуске (см. пункт выше), с измерением флуоресценции на канале SYBR (FAM) каждые 20 секунд.• at further starts of the analysis, the required number of cycles is programmed, N cycles of 20 seconds, which was determined at the first start (see paragraph above), with fluorescence measurement on the SYBR channel (FAM) every 20 seconds.

Обычно после протекания амплификации наблюдают набор кривых разной формы, как на фиг. 7, к которому следует применять следующие критерии интерпретации результата:Usually, after the amplification, a set of curves of various shapes is observed, as in Fig. 7, to which the following result interpretation criteria should apply:

Для отрицательного контроля «К-»: значение порогового цикла Ct в канале SYBR (FAM) не должно определяться (на ряде амплификаторов это обозначается как значение порогового цикла Ct 0,00) или должно составлять не менее N циклов (в случае циклов по 20 секунд). Если для «К-» значение Ct менее N циклов, это свидетельствует о наличии контаминации в системе. В этом случае результаты по данной постановке считаются недостоверными. Требуется предпринять меры по выявлению и ликвидации источника контаминации и повторить анализ всех образцов данной постановки, для которых получен положительный результат. Образцы данной постановки, анализ которых дал отрицательный результат, следует учитывать, как отрицательные.For the negative control "K-": the value of the threshold cycle Ct in the SYBR (FAM) channel should not be determined (on a number of cyclers this is indicated as the threshold cycle Ct value of 0.00) or must be at least N cycles (in the case of cycles of 20 seconds ). If for "K-" the value of Ct is less than N cycles, this indicates the presence of contamination in the system. In this case, the results of this formulation are considered unreliable. It is required to take measures to identify and eliminate the source of contamination and repeat the analysis of all samples of this production, for which a positive result was obtained. Samples of this production, the analysis of which gave a negative result, should be counted as negative.

Для положительного контроля «К+»: значение Ct в канале SYBR (FAM) должно быть менее N циклов, иначе вся постановка считается недействительной.For positive control "K+": the Ct value in the SYBR channel (FAM) must be less than N cycles, otherwise the whole setting is considered invalid.

Для каждой микропробирки: значение Ct в канале SYBR (FAM) должно быть более 6 циклов (по 20 секунд). Если в первые 2 минуты реакции (в первые 6 циклов по 20 секунд) выявляется амплификация (иначе говоря, кинетическая кривая флуоресценции пересекает пороговую линию), такая амплификация считается неспецифической и не учитывается при анализе.For each microtube: the Ct value in the SYBR (FAM) channel must be more than 6 cycles (20 seconds each). If in the first 2 minutes of the reaction (in the first 6 cycles of 20 seconds) amplification is detected (in other words, the fluorescence kinetic curve crosses the threshold line), such amplification is considered non-specific and is not taken into account in the analysis.

Кроме того, не учитываются, т. к. являются неспецифическими, пологие кривые, по форме не напоминающие типичную кривую, получаемую в ПЦР (т. е. кривую с экспоненциальным накоплением продукта амплификации, как на фиг. 8). На фиг. 7 они находятся под пороговой линией, но даже если они пересекают пороговую линию, то также не учитываются. Учитываются только характерные кинетические кривые роста сигнала флуоресценции S-образной (сигмообразной) формы, как на фиг. 8.In addition, they are not taken into account, since they are non-specific, flat curves that do not resemble the typical curve obtained in PCR in shape (ie, a curve with an exponential accumulation of the amplification product, as in Fig. 8). In FIG. 7 they are under the threshold line, but even if they cross the threshold line, they are also not taken into account. Only characteristic kinetic growth curves of the S-shaped (sigmoid) fluorescence signal are taken into account, as in Fig. eight.

Если значение Ct в канале SYBR (FAM) не определяется (на ряде амплификаторов это обозначается как значение порогового цикла Ct 0,00) или составляет не менее N циклов, анализируемый образец считать отрицательным, то есть не содержащим НК представляющего интерес вируса. If the Ct value in the SYBR (FAM) channel is not detectable (on some cyclers this is referred to as a cycle threshold Ct value of 0.00) or is at least N cycles, the analyzed sample is considered negative, that is, it does not contain NA of the virus of interest.

Если значение Ct в канале SYBR (FAM) составляет менее N циклов, анализируемый образец считать положительным, то есть содержащим НК представляющего интерес вируса.If the Ct value in the SYBR channel (FAM) is less than N cycles, the analyzed sample is considered positive, that is, it contains the NA of the virus of interest.

Пример 10Example 10

Доказательство специфического обнаружения РНК вируса SARS-CoV-2 тест-системой с флуоресцентной детекцией результата амплификации, созданной на основе предлагаемой реакционной смесиEvidence of the specific detection of SARS-CoV-2 virus RNA by a test system with fluorescent detection of the amplification result created on the basis of the proposed reaction mixture

Для определения аналитической специфичности тест-системы проводили анализ, как в примере 9, с образцами возбудителей респираторных инфекций, иных, чем SARS-CoV-2. Результаты анализа отражены в таблице 6.To determine the analytical specificity of the test system, an analysis was performed, as in example 9, with samples of pathogens of respiratory infections other than SARS-CoV-2. The results of the analysis are shown in table 6.

Наблюдали единственную кривую накопления флуоресцентного продукта амплификации, соответствующую положительному контрольному образцу, входящему в состав тест-системы (фиг. 9).A single fluorescent amplification product accumulation curve was observed corresponding to the positive control sample included in the test system (Fig. 9).

Таблица 6. Специфическое обнаружение РНК вируса SARS-CoV-2 тест-системой с флуоресцентной детекцией результата амплификацииTable 6. Specific detection of SARS-CoV-2 virus RNA by a test system with fluorescent detection of the amplification result

ВозбудительPathogen № образцаSample No. № порогового циклаthreshold cycle number РезультатResult StreptococcuspneumoniaeStreptococcus pneumoniae 1one -- Не выявлено Not found StreptococcuspneumoniaeStreptococcus pneumoniae 1one -- StreptococcuspneumoniaeStreptococcus pneumoniae 1one -- Метапневмовирус человека (вирулентный штамм "НМ-1")Human metapneumovirus (virulent strain "HM-1") 22 -- Не выявлено Not found Метапневмовирус человека (вирулентный штамм "НМ-1")Human metapneumovirus (virulent strain "HM-1") 22 -- Метапневмовирус человека (вирулентный штамм "НМ-1")Human metapneumovirus (virulent strain "HM-1") 22 -- Коронавирус (штамм Р/Ленинград/2/77)Coronavirus (strain R/Leningrad/2/77) 33 -- Не выявлено Not found Коронавирус (штамм Р/Ленинград/2/77)Coronavirus (strain R/Leningrad/2/77) 33 -- Коронавирус (штамм Р/Ленинград/2/77)Coronavirus (strain R/Leningrad/2/77) 33 -- Вирус парагриппа 1 типа (штамм "Сендай Биомед")Parainfluenza virus type 1 (strain "Sendai Biomed") 44 -- Не выявлено Not found Вирус парагриппа 1 типа (штамм "Сендай Биомед")Parainfluenza virus type 1 (strain "Sendai Biomed") 44 -- Вирус парагриппа 1 типа (штамм "Сендай Биомед")Parainfluenza virus type 1 (strain "Sendai Biomed") 44 -- Аденовирус человека А-5 (штамм Adeno-5)Human adenovirus A-5 (strain Adeno-5) 55 -- Не выявлено Not found Аденовирус человека А-5 (штамм Adeno-5)Human adenovirus A-5 (strain Adeno-5) 55 -- Аденовирус человека А-5 (штамм Adeno-5)Human adenovirus A-5 (strain Adeno-5) 55 -- Haemophilusinfluenzaehaemophilus influenzae 66 -- Не выявлено Not found Haemophilusinfluenzaehaemophilus influenzae 66 -- Haemophilusinfluenzaehaemophilus influenzae 66 -- ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H7N9))Infuenza A virus (H7N9)) 77 -- Не выявлено Not found ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H7N9))Infuenza A virus (H7N9)) 77 -- ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H7N9))Infuenza A virus (H7N9)) 77 -- ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H1N1)) Infuenza A virus (H1N1)) 8eight -- Не выявлено Not found ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H1N1)) Infuenza A virus (H1N1)) 8eight -- ВирусгриппаА(Infuenza A virus (H1N1)) Infuenza A virus (H1N1)) 8eight -- ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H3N2))Infuenza A virus (H3N2)) 9nine -- Не выявлено Not found ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H3N2))Infuenza A virus (H3N2)) 9nine -- ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H3N2))Infuenza A virus (H3N2)) 9nine -- Вирус гриппа В (Influenza B virus)Influenza B virus 10ten -- Не выявлено Not found Вирус гриппа В (Influenza B virus)Influenza B virus 10ten -- Вирус гриппа В (Influenza B virus)Influenza B virus 10ten -- Положительный контрольный образецPositive control sample 21,4921.49 Выявлено Revealed Отрицательный контрольный образецNegative control sample -- Не выявленоNot found

Для определения диагностической специфичности использовались мазки из носо- и ротоглотки от людей без признаков респираторных заболеваний. Неспецифических реакций выявлено не было.Nasopharyngeal and oropharyngeal swabs from individuals without evidence of respiratory disease were used to determine diagnostic specificity. No nonspecific reactions were identified.

Пример 11 Example 11

Доказательство специфического обнаружения РНК вируса SARS-CoV-2 тест-системой с колориметрической детекцией, созданной на основе предлагаемой реакционной смесиEvidence of specific detection of SARS-CoV-2 virus RNA by a colorimetric detection test system based on the proposed reaction mixture

Для определения аналитической специфичности тест-системы проводили анализ, как в примере 8, с образцами возбудителей респираторных инфекций, иных, чем SARS-CoV-2. Результаты анализа отражены в таблице 7.To determine the analytical specificity of the test system, an analysis was performed, as in example 8, with samples of pathogens of respiratory infections other than SARS-CoV-2. The results of the analysis are shown in table 7.

По окончании реакции наблюдали изменение цвета реакционной смеси только в пробирке, куда был внесен положительный контрольный образец, входящий в состав тест-системы (фиг. 10).At the end of the reaction, a change in the color of the reaction mixture was observed only in the test tube, where a positive control sample, which was part of the test system, was introduced (Fig. 10).

Таблица 7. Специфическое обнаружение РНК вируса SARS-CoV-2 разработанной тест-системой с колориметрической детекцией результата флуоресценцииTable 7. Specific detection of SARS-CoV-2 virus RNA by the developed test system with colorimetric detection of the fluorescence result

ВозбудительPathogen № образцаSample No. Изменение цветаColor change РезультатResult StreptococcuspneumoniaeStreptococcus pneumoniae 1one -- Не выявленоNot found Метапневмовирус человека (вирулентный штамм "НМ-1")Human metapneumovirus (virulent strain "HM-1") 22 -- Не выявленоNot found Коронавирус (штамм Р/Ленинград/2/77)Coronavirus (strain R/Leningrad/2/77) 33 -- Не выявленоNot found Вирус парагриппа 1 типа (штамм "Сендай Биомед")Parainfluenza virus type 1 (strain "Sendai Biomed") 44 -- Не выявленоNot found Аденовирус человека А-5 (штамм Adeno-5)Human adenovirus A-5 (strain Adeno-5) 55 -- Не выявленоNot found Haemophilusinfluenzaehaemophilus influenzae 66 -- Не выявленоNot found ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H7N9))Infuenza A virus (H7N9)) 77 -- Не выявленоNot found ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H1N1))Infuenza A virus (H1N1)) 8eight -- Не выявленоNot found ВирусгриппаА (Infuenza A virus (H3N2))Infuenza A virus (H3N2)) 9nine -- Не выявленоNot found Вирус гриппа В (Influenza B virus)Influenza B virus 10ten -- Не выявленоNot found Положительный контрольный образец (К+)Positive control sample (K+) ++ ВыявленоRevealed Отрицательный контрольный образец (К-)Negative Control (K-) -- Не выявленоNot found

Пример 12Example 12

Сравнение разработанных тест-систем с имеющимися аналогамиComparison of the developed test systems with existing analogues

Сравнивали специфическую амплификацию РНК коронавируса для разработанных тест-систем и аналогичных имеющихся на рынке продуктов: WarmStart® Colorimetric LAMP 2X Master Mix (DNA & RNA) и Isothermal Amplification Buffer Pack (NewEnglandBiolabs). Реакционную смесь, разработанную для тест-системы с колориметрической детекцией результата амплификации, а также реакционную смесь WarmStart® Colorimetric LAMP 2X Master Mix (DNA & RNA) дополняли флуоресцентным красителем SYBR® GreenI для возможности сравнения с аналогами, использующими принцип флуоресцентной детекции: добавляли такое количество 50Х (50-кратного)SYBR® GreenI, чтобы в реакционной смеси после внесения образца была концентрация 1Х. Проводили реакцию, как описано в примере 9, используя в качестве матрицы тотальную РНК от пациентов, больных COVID-19, выделенную из мазка из ротоглотки методом специфической сорбции на магнитных частицах. Наблюдали кривые накопления флуоресцентных продуктов (фиг. 11), при этом наилучшее (наименьшее) значение порогового цикла наблюдали для разработанной тест-системы с флуоресцентной детекцией результата амплификации, на втором месте по этому показателю находилась разработанная тест-система, предназначенная для колориметрической детекции результата амплификации.The specific amplification of coronavirus RNA for the developed test systems and similar products available on the market were compared: WarmStart® Colorimetric LAMP 2X Master Mix (DNA & RNA) and Isothermal Amplification Buffer Pack (NewEnglandBiolabs). The reaction mixture developed for the test system with colorimetric detection of the amplification result, as well as the WarmStart® Colorimetric LAMP 2X Master Mix (DNA & RNA) reaction mixture, was supplemented with SYBR® GreenI fluorescent dye for comparison with analogs using the principle of fluorescence detection: the following amount was added 50X (50x) SYBR® GreenI to achieve a 1X concentration in the reaction mixture after sample addition. The reaction was carried out as described in example 9, using as a template total RNA from patients with COVID-19, isolated from a swab from the oropharynx by the method of specific sorption on magnetic particles. Accumulation curves of fluorescent products were observed (Fig. 11), while the best (lowest) value of the threshold cycle was observed for the developed test system with fluorescent detection of the amplification result, in second place in this indicator was the developed test system designed for colorimetric detection of the amplification result .

Таким образом, разработанные тест-системы превосходят аналоги производства NewEnglandBiolabs даже в ситуации, когда матрицей в реакции служит выделенная РНК коронавируса (хотя оптимизация разработанных тест-систем проводилась в первую очередь в направлении возможности анализа биологического образца без этапа выделения РНК).Thus, the developed test systems are superior to those produced by NewEnglandBiolabs even in a situation where isolated coronavirus RNA serves as a reaction matrix (although the developed test systems were optimized primarily in the direction of the possibility of analyzing a biological sample without the RNA isolation step).

Пример 13 Example 13

Обнаружение бактерий E. coli (условно патогенный микроорганизм с ДНК-геномом) предлагаемым способом амплификацииDetection of E. coli bacteria (opportunistic pathogen with a DNA genome) by the proposed amplification method

Суспензию бактерий E. сoli штамма DH5α подвергали последовательным 10-кратным разведениям вплоть до содержания 103 КОЕ/мл и вносили 1,5 мкл каждого разведения в качестве образца в реакционную смесь, приготовленную, как для тест-системы с флуоресцентной детекцией для выявления вируса SARS-CoV-2, но с праймерами, подобранными к геному E. coli. Наблюдали накопление продукта амплификации (фиг. 12) для разведений 106, 105, 104 КОЕ/мл, но не для 103 КОЕ/мл.A suspension of E. coli strain DH5α bacteria was subjected to serial 10-fold dilutions up to a content of 10 3 CFU/ml and 1.5 μl of each dilution was added as a sample to the reaction mixture prepared as for a test system with fluorescent detection for the detection of the SARS virus -CoV-2, but with primers matched to the E. coli genome. Amplification product accumulation was observed (FIG. 12) for dilutions of 10 6 , 10 5 , 10 4 cfu/ml but not for 10 3 cfu/ml.

Пример 14Example 14

Специфическое обнаружение вирусов гриппа (патогенные вирусы с РНК-геномом) предлагаемым способом амплификацииSpecific detection of influenza viruses (pathogenic viruses with RNA genome) by the proposed amplification method

Подбирали праймеры для LAMP, пригодные соответственно для обнаружения вируса гриппа А штамма H1N1, вируса гриппа А штамма H3N2 либо вируса гриппа B. Готовили реакционную смесь и проводили реакцию, как при использовании тест-системы с флуоресцентной детекцией для выявления вируса SARS-CoV-2, но в каждом из случаев с праймерами для обнаружения одного из этих вирусов. Наблюдали специфическую амплификацию вирусной НК в присутствии подходящих к ней праймеров и отсутствие амплификации при несовпадении праймеров и штамма вируса (фиг. 13-15).Primers for LAMP were selected suitable for detection of influenza A virus H1N1, influenza A virus H3N2 or influenza B, respectively. but in each case with primers to detect one of these viruses. Observed specific amplification of viral NK in the presence of suitable primers and the absence of amplification when the primers and the strain of the virus did not match (Fig. 13-15).

Пример 15Example 15

Вакуумная сушка компонентов тест-системыVacuum drying of test system components

Подготавливали смесь компонентов, куда входили: A mixture of components was prepared, which included:

1) разработанная для тест-системы реакционная смесь, видоизмененная так, чтобы полноценная реакционная смесь образовывалась только после объединения с буферным раствором-активатором, а также1) a reaction mixture developed for the test system, modified so that a complete reaction mixture is formed only after combining with an activator buffer solution, and also

2) смесь ферментов «Фермент» (смесь ДНК-полимеразы Bst и обратной транскриптазы из состава той же тест-системы. Подвергали эту смесь компонентов вакуумной сушке в центрифужном испарителе в присутствии лиопротектора (трегалозы), хранили в течение 2 месяцев при комнатной температуре, после чего растворяли высушенные компоненты смеси в буферном растворе-активаторе и проводили полученным реагентом анализ клинических образцов. Положительный контрольный образец высушивали без добавления трегалозы, для применения его растворяли в воде для молекулярной биологии. Не наблюдали ложноположительных и ложноотрицательных результатов анализа (фиг. 16), что доказывает применимость высушенного формата разработанной тест-системы для диагностики.2) a mixture of enzymes "Enzyme" (a mixture of Bst DNA polymerase and reverse transcriptase from the same test system. This mixture of components was subjected to vacuum drying in a centrifugal evaporator in the presence of a lyoprotector (trehalose), stored for 2 months at room temperature, after then the dried components of the mixture were dissolved in the buffer solution-activator and the analysis of clinical samples was carried out with the obtained reagent.The positive control sample was dried without the addition of trehalose, for use it was dissolved in water for molecular biology.No false positive and false negative results of the analysis were observed (Fig. 16), which proves the applicability of the dried format of the developed diagnostic test system.

Все приведенные примеры доказывают выполнение технической задачи, а именно, создание быстрого и надежного способа, способного выявлять целевой аналит, а именно вирусную или микробную НК, с использованием одной реакционной смеси и в одной пробирке.All the above examples prove the fulfillment of the technical task, namely, the creation of a fast and reliable method capable of detecting the target analyte, namely viral or microbial NK, using one reaction mixture and in one tube.

Промышленная применимостьIndustrial Applicability

Все приведенные примеры подтверждают промышленную применимость данного изобретения.All of the above examples confirm the industrial applicability of this invention.

Перечень сокращенийList of abbreviations

НК – нуклеиновая кислота,NA - nucleic acid,

ДНК – дезоксирибонуклеиновая кислота,DNA is deoxyribonucleic acid,

ПЦР – полимеразная цепная реакция,PCR - polymerase chain reaction,

LAMP – петлевая изотермическая амплификация,LAMP - loop isothermal amplification,

РНК – рибонуклеиновая кислота,RNA is ribonucleic acid,

ОТ-ПЦР – обратная транскрипция, совмещенная с полимеразной цепной реакцией,RT-PCR - reverse transcription combined with polymerase chain reaction,

РНКаза – рибонуклеаза,RNase, ribonuclease

г – грамм,g - gram,

л – литр,l - liter,

SARS-CoV-2 – ассоциированный с тяжёлым острым респираторным синдромом коронавирус 2,SARS-CoV-2, severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus 2,

COVID-19 – коронавирусное заболевание 2019,COVID-19 - coronavirus disease 2019,

БСА – бычий сывороточный альбумин,BSA - bovine serum albumin,

ЭДТА – этилендиаминтетрауксусная кислота,EDTA - ethylenediaminetetraacetic acid,

SARS-CoV – ассоциированный с тяжёлым острым респираторным синдромом коронавирус,SARS-CoV is a severe acute respiratory syndrome-associated coronavirus

КОЕ – колониеобразующие единицы.CFU - colony forming units.

Claims (17)

1. Тест-система для выявления специфических нуклеотидных последовательностей, характерных для выявляемых микроорганизмов или вирусов, путем амплификации нуклеиновых кислот микробов или вирусов, содержащая ДНК-полимеразу с цепь-вытесняющей активностью, праймеры для петлевой изотермической амплификации, дезоксирибонуклеотиды, соли, а также детергент Triton™ X-100, бычий сывороточный альбумин, дитиотреитол, этилендиаминтетрауксусную кислоту, при этом концентрация веществ в итоговой жидкости для реакции амплификации нуклеиновых кислот составляет:1. Test system for the detection of specific nucleotide sequences characteristic of detected microorganisms or viruses by amplifying the nucleic acids of microbes or viruses, containing DNA polymerase with chain-displacing activity, primers for loop isothermal amplification, deoxyribonucleotides, salts, and Triton detergent ™ X-100, bovine serum albumin, dithiothreitol, ethylenediaminetetraacetic acid, while the concentration of substances in the final liquid for the nucleic acid amplification reaction is: детергент Triton™ X-100 - от 10 до 150 г/л,detergent Triton™ X-100 - from 10 to 150 g/l, бычий сывороточный альбумин - от 1 до 20 г/л,bovine serum albumin - from 1 to 20 g / l, дитиотреитол - от 6,25 до 18,75 ммоль/л,dithiothreitol - from 6.25 to 18.75 mmol / l, этилендиаминтетрауксусная кислота - от 0,5 до 1,5 ммоль/л.ethylenediaminetetraacetic acid - from 0.5 to 1.5 mmol / l. 2. Тест-система для выявления специфических нуклеотидных последовательностей, характерных для выявляемых микроорганизмов или вирусов, путем амплификации нуклеиновых кислот микробов или вирусов, содержащая ДНК-полимеразу с цепь-вытесняющей активностью, обратную транскриптазу, праймеры для петлевой изотермической амплификации, дезоксирибонуклеотиды, соли, а также детергент Triton™ X-100, бычий сывороточный альбумин, дитиотреитол, этилендиаминтетрауксусную кислоту, при этом концентрация веществ в итоговой жидкости для реакции амплификации нуклеиновых кислот составляет:2. Test system for detection of specific nucleotide sequences characteristic of detected microorganisms or viruses by amplification of nucleic acids of microbes or viruses, containing DNA polymerase with chain-displacing activity, reverse transcriptase, primers for loop isothermal amplification, deoxyribonucleotides, salts, and also Triton™ X-100 detergent, bovine serum albumin, dithiothreitol, ethylenediaminetetraacetic acid, while the concentration of substances in the final liquid for the nucleic acid amplification reaction is: детергент Triton™ X-100 - от 10 до 150 г/л,detergent Triton™ X-100 - from 10 to 150 g/l, бычий сывороточный альбумин - от 1 до 20 г/л,bovine serum albumin - from 1 to 20 g / l, дитиотреитол - от 6,25 до 18,75 ммоль/л,dithiothreitol - from 6.25 to 18.75 mmol / l, этилендиаминтетрауксусная кислота - от 0,5 до 1,5 ммоль/л.ethylenediaminetetraacetic acid - from 0.5 to 1.5 mmol / l. 3. Тест-система по п. 1 или 2, котораядополнительно содержит ингибитор РНКаз небелковой природы.3. The test system according to claim 1 or 2, which additionally contains an RNase inhibitor of a non-protein nature. 4. Тест-система по п. 3, в которой ингибитором РНКаз является поливинилсульфоновая кислота или ее соль. 4. The test system according to claim 3, in which the RNase inhibitor is polyvinyl sulfonic acid or its salt. 5. Тест-система по п. 1 или 2, которая дополнительно содержит краситель.5. Test system according to claim 1 or 2, which additionally contains a dye. 6. Тест-система по п. 5, в которой краситель представляет собой флуоресцентный краситель.6. The test system according to claim 5, wherein the dye is a fluorescent dye. 7. Способ применения тест-системы по пп. 1-6 для выявления специфических нуклеотидных последовательностей, характерных для выявляемых микроорганизмов или вирусов, путем амплификации нуклеиновых кислот микробов или вирусов, где амплификацию вирусных или микробных нуклеиновых кислот производят способом петлевой изотермической амплификации при температуре от 55 до 69ºС.7. The method of using the test system according to paragraphs. 1-6 to identify specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses by amplifying the nucleic acids of microbes or viruses, where the amplification of viral or microbial nucleic acids is carried out by the loop isothermal amplification method at a temperature of 55 to 69ºС. 8. Способ применения тест-системы по п. 7, при котором выявляют коронавирус SARS-CoV-2.8. The method of using the test system according to claim 7, in which the SARS-CoV-2 coronavirus is detected. 9. Способ применения тест-системы по п. 7, при котором выявляют вирус гриппа.9. The method of using the test system according to claim 7, in which the influenza virus is detected.
RU2021113772A 2021-05-14 2021-05-14 Test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, method for application of the test system (options) RU2769572C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113772A RU2769572C1 (en) 2021-05-14 2021-05-14 Test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, method for application of the test system (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021113772A RU2769572C1 (en) 2021-05-14 2021-05-14 Test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, method for application of the test system (options)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769572C1 true RU2769572C1 (en) 2022-04-04

Family

ID=81076058

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021113772A RU2769572C1 (en) 2021-05-14 2021-05-14 Test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, method for application of the test system (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769572C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808765C2 (en) * 2023-01-19 2023-12-04 Закрытое Акционерное Общество (ЗАО) "ЭКОлаб" KIT FOR DETECTING ANTIBODIES OF CLASSES M AND G AGAINST NUCLEOCAPSID (Nc) AND RECEPTOR-BINDING DOMAIN OF SPIKE PROTEIN OF SARS-CoV-2 CORONAVIRUS

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007132589A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Kirin Beer Kabushiki Kaisha Primer set for detection of dekkera yeast or brettanomyces yeast
RU2338787C2 (en) * 2006-03-15 2008-11-20 Институт белка Российской академии наук Detection of molecular colonies by means of hybridisation on membranes with fluorescent probes
RU2699189C1 (en) * 2018-05-07 2019-09-03 Общество с ограниченной ответственностью "НуклеоГен" Set of oligonucleotide primers and probes and method for quantitative detection of coccal microflora by lamp method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2338787C2 (en) * 2006-03-15 2008-11-20 Институт белка Российской академии наук Detection of molecular colonies by means of hybridisation on membranes with fluorescent probes
WO2007132589A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Kirin Beer Kabushiki Kaisha Primer set for detection of dekkera yeast or brettanomyces yeast
RU2699189C1 (en) * 2018-05-07 2019-09-03 Общество с ограниченной ответственностью "НуклеоГен" Set of oligonucleotide primers and probes and method for quantitative detection of coccal microflora by lamp method

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Гильванов А.Р., Сахабутдинова А.Р. и др. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ МУЛЬТИМЕРНЫХ ПРОДУКТОВ ЦЕПЬ-ВЫТЕСНЯЮЩИМИ ДНК ПОЛИМЕРАЗАМИ В УСЛОВИЯХ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ АМПЛИФИКАЦИИ. Биомика, 2020, том 12, N 4, с. 469-474. *
ПАНОВ А., ПТАШНИК О. 12 методов в картинках: полимеразная цепная реакция, спецпроект 12 биометодов, ресурс Биомолекула, 01.09.20217 [найдено в интернет 29.10.2021], https://biomolecula.ru/articles/metody-v-kartinkakh-polimeraznaia-tsepnaia-reaktsiia. *
ПАНОВ А., ПТАШНИК О. 12 методов в картинках: полимеразная цепная реакция, спецпроект 12 биометодов, ресурс Биомолекула, 01.09.20217 [найдено в интернет 29.10.2021], https://biomolecula.ru/articles/metody-v-kartinkakh-polimeraznaia-tsepnaia-reaktsiia. Гильванов А.Р., Сахабутдинова А.Р. и др. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ФОРМИРОВАНИЕ МУЛЬТИМЕРНЫХ ПРОДУКТОВ ЦЕПЬ-ВЫТЕСНЯЮЩИМИ ДНК ПОЛИМЕРАЗАМИ В УСЛОВИЯХ ИЗОТЕРМИЧЕСКОЙ АМПЛИФИКАЦИИ. Биомика, 2020, том 12, N 4, с. 469-474. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2808765C2 (en) * 2023-01-19 2023-12-04 Закрытое Акционерное Общество (ЗАО) "ЭКОлаб" KIT FOR DETECTING ANTIBODIES OF CLASSES M AND G AGAINST NUCLEOCAPSID (Nc) AND RECEPTOR-BINDING DOMAIN OF SPIKE PROTEIN OF SARS-CoV-2 CORONAVIRUS
RU2816271C1 (en) * 2023-06-13 2024-03-28 Федеральное бюджетное учреждение науки "Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт эпидемиологии и микробиологии им. Пастера Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека" (ФБУН НИИ эпидемиологии и микробиологии имени Пастера) Method of detecting nipah virus by method based on use of deoxyribozyme 10-23
RU2821993C1 (en) * 2023-06-19 2024-06-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук (ИБГ РАН) Test system for detection of target dna or rna using short argonaut protein in complex with nuclease and fluorescent reporter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11492673B2 (en) Rapid diagnostic test using colorimetric lamp
US9080204B2 (en) Compositions and methods for rapid, real-time detection of influenza a virus (H1N1) Swine 2009
ES2439951T3 (en) Multiplex detection and quantification of internally controlled microbial nucleic acids
CA2802548C (en) Qualitative and quantitative detection of microbial nucleic acids
US9719133B2 (en) Qualitative and quantitative detection of microbial nucleic acids
TW202219272A (en) Sars-cov-2 detection
BR112020004071A2 (en) amplification reaction by nicking and (near) extension of respiratory syncytial virus species
RU2769572C1 (en) Test system for detecting specific nucleotide sequences characteristic of the detected microorganisms or viruses, method for application of the test system (options)
Vandemeulebroucke et al. A proposed validation method for automated nucleic acid extraction and RT-qPCR analysis: An example using Bluetongue virus
US20210164061A1 (en) Methods and compositions for detection of zika viral infections
WO2022246781A1 (en) Nucleic acid test system and method based on electrowetting crispr
JP7434742B2 (en) Nucleic acid detection method
JP2005531751A (en) Storage and detection of nucleic acids administered on solid carriers
EP2247753B1 (en) Urine transport medium
JP2019528777A (en) PHI6 internal control composition, device, and method
Cole et al. Single-tube collection and nucleic acid analysis of clinical samples: a rapid approach for SARS-CoV-2 saliva testing
Kannan et al. A protocol for the detection of genetic markers in saliva by polymerase chain reaction without a nucleic acid purifi cation step: Examples of SARS-CoV-2 and GAPDH markers
Karuppannan et al. Recent advances in veterinary diagnostic virology
JP6348202B2 (en) General sample preparation
CN105755172A (en) Primer and probe for direct fluorescence RT-PCR detection on typing of foot-and-mouth disease viruses and kit
WO2024042557A1 (en) Method for the preparation of a biological sample for direct rna analysis in crude biological samples
Čurová et al. Detection of SARS-CoV-2 using a laboratory-developed ultra-fast NextGenPCR test versus a conventional RT-PCR test
WO2022140256A1 (en) Detecting a target nucleic acid in a biological sample
US20150132741A1 (en) Extraction control for dna
Diego et al. Authors list and affiliations