动物疫病研究新方法——数字式PCR技术

本文论述了数字式PCR技术的原理和发展过程,比较了不同数字式PRC技术的特点,展望数字式PRC技术应用于动物疫病研究中。

禽流感病毒H7和N2亚型nano-dPCR检测方法的建立和应用

为建立一种同时检测H7亚型和N2亚型禽流感病毒(AIV)的双重纳米PCR(nano-dPCR)方法,从GenBank中分别下载H7亚型AIV的HA基因序列和N2亚型AIV的NA基因序列,采用Primer 7.0和Oligo 6.0软件设计了2对特异性引物,通过对nano-dPCR反应条件进行优化确定最佳反应体系;利用优化好的反应体系开展nano-dPCR方法的特异性和敏感性试验;采集活禽市场家禽咽喉及泄殖腔拭子样品进行临床样品检测并进行验证。结果表明,成功建立了一种同时检测H7亚型(723 bp)和N2亚型(314 bp)AIV的nano-dPCR方法,该方法特异性良好,其他亚型禽流感病毒及常见禽类呼吸道病毒均未出现特异性的条带,H7亚型AIV和N2亚型AIV的最低核酸检测量分别达到了5×103、5×103拷贝/μL,其敏感性是普通双重PCR检测方法的10倍,其对临床样品检测结果准确率达到100%,可以用于禽流感临床样品鉴别诊断和日常防控监测。

数字PCR技术的发展和应用

数字PCR(digital PCR,dPCR)技术作为一种全新的核酸检测方法,通过把反应体系均分到大量反应单元中独立地进行PCR,并根据泊松分布和阳性比例来计算核酸数量。目前dPCR主要分为微滴式和芯片式两种。与传统PCR技术相比,dPCR具有高灵敏度、高精确度、高耐受性和绝对定量的优点。因此,dPCR技术在近年来得到了迅速的发展,广泛地应用于稀有突变检测、拷贝数变异分析和复杂样本基因表达检测等方面。

马疱疹病毒1型QuantStudio^TM 3D数字PCR检测方法的建立

试验旨在建立一种高灵敏性的马疱疹病毒1(EHV-1)3D数字PCR(3D-dPCR)检测方法,对EHV-1病毒含量较低的样品能准确定量检出,实现马鼻肺炎早期诊断及预防。根据EHV-1糖蛋白B基因保守区域设计特异性引物和探针,优化3D-dPCR反应体系中引物探针浓度和退火温度,对该方法进行灵敏性、特异性、重复性分析,建立了EHV-1的3D-dPCR方法。本研究建立的3D-dPCR方法,引物和探针最佳浓度分别为0.4和0.4μmol/L,最佳退火温度为60℃,该方法绝对定量曲线的R2=0.998,线性关系良好,与实时荧光定量PCR方法相比灵敏度高10倍左右,最低检出限为5.83拷贝/μL;批内和批间重复性试验变异系数均<3.2%;与EHV-4、马泰勒虫、马病毒性动脉炎的核酸无交叉反应;通过对123份临床样品进行3D-dPCR检测,结果显示,3D-dPCR方法阳性检出率为66.7%,高于世界动物卫生组织(OIE)中EHV-1的实时荧光定量PCR方法阳性检出率64.2%。3D-dPCR方法对病毒含量较高的样品与实时荧光定量PCR结果一致,对病毒含量较低的样品敏感性更高,能有效检出可疑样品。本试验结果表明,建立的3D-dPCR方法检测低拷贝数的临床样品时灵敏度高、特异性强、重复性好,可用于EHV-1的准确定量检测。

数字PCR在几种常见人类传染病研究中的应用

聚合酶链式反应(polymerasechain reaction,PCR)是现代分子生物学的基础,被广泛应用于核酸的定性及定量分析,是人类传染病病毒核酸分析的核心技术。数字PCR(digital polymerase chain reaction,d PCR)作为一种新兴的核酸定量分析技术,具有高精确度、高精密度等优点。它打破了传统实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,q PCR)技术的局限,不依赖于标准曲线,直接检测样本中靶片段的拷贝数,是一种更为简单且实用的核酸绝对定量分析技术。本文就近几年该技术在人类传染病病毒核酸定量分析方面的研究进行概述。

数字PCR及其在现代医学分子诊断中的应用

数字PCR(digital PCR,d PCR)技术被认为是精确定量核酸分子的全新技术手段,因为具有较高的灵敏度和特异性等特点而得到迅速发展。数字PCR在临床上的多个领域展现出良好的应用前景,比如肿瘤液体活检、器官移植物损伤评估、无创产前筛查、病原微生物分子诊断以及二代测序文库质控和结果验证等。本文就数字PCR在上述领域中的应用研究及其进展进行综述。

数字PCR在食品安全检测中的应用研究进展

聚合酶链反应(PCR)在动植物源掺杂鉴别、转基因成分和致病微生物等食品安全检测领域成为日趋重要的检测技术。从传统PCR、荧光PCR到数字PCR,PCR技术逐渐从定性分析、半定量分析发展到准确定量,不仅提升了准确度和检测效率,同时也扩展了食品检测范围,使食品安全的监管更加精细化。该文总结了近5年来数字PCR在食品安全检测中的研究进展,比较了传统PCR、荧光定量PCR和数字PCR的相关标准制订情况,列举、讨论了数字PCR在不同食品安全领域检测中的技术进展和存在的问题,并对数字PCR未来发展方向进行了展望。

聚二甲基硅氧烷球形微腔阵列的数字PCR芯片

数字聚合酶链式反应(d PCR)技术是一种核酸绝对定量技术,但现有d PCR平台因其昂贵的设备或复杂的操作限制了其实际应用。利用气体膨胀浇注成型技术,结合集成微腔阵列的模具,设计、制作了一种成本低廉、简单可靠的d PCR微流控芯片。独特的球形微腔为液滴存储提供了更稳定的几何形式,保证了样品数字离散化的可靠性和稳定性。同时,芯片还利用预脱气的聚二甲基硅氧烷(PDMS)实现自动进样和样品离散化,大大降低了对复杂昂贵设备的依赖,且提供了更高集成度。利用芯片进行了EGFR基因第19号外显子数字PCR定量检测,验证了该芯片的实用性。

数字PCR技术的发展及其在食品源性成分鉴定中的应用

随着全球食品工业的蓬勃发展,食品掺假及造假现象日趋严重,因此对相关检测技术的开发及应用需求日益迫切。数字PCR(d PCR)是近年发展起来的一种对核酸进行精确定量的全新方法,不仅能对食品源性成分进行精准定性,更重要的是可对不同来源的掺假成分进行定量分析,因此,相对于目前源性成分鉴定中广泛应用的实时荧光PCR(q PCR),它的应用前景更为广阔。本文阐述了d PCR的发展历程、特点和原理,并对d PCR发展中遇到的问题进行探讨。在此基础上就d PCR技术在食品源性成分鉴定中的原理和应用进行了综述,并就该技术在此领域的应用前景进行了展望。

一种基于反相微乳液的数字PCR微滴的制备方法

目的提出一种新型的微滴生成方式——油包水(W/O)包裹技术,为数字PCR实验过程中微滴的制备提供一种更便捷的方式。方法通过配制一定比例的特定油相以及包含模板DNA等反应物的特定水相,在不同条件下形成W/O微滴,并进行PCR反应。结果所形成的微滴粒径大小均匀,并且在进行PCR反应过程中热力学性能保持不变,微滴不会因温度升降而破裂,适合于数字PCR中微滴的制备。结论生成的微滴可以有效地使模板DNA进行扩增反应。

双重PCR检测携带有tl和tdh基因的副溶血弧菌毒力菌株

在常规PCR技术的基础上优化条件 ,建立并完善双重PCR技术 ,并通过检测阳性对照和待检样品 ,进一步确定其检测的可行性。结果表明在常规PCR方法中为阳性的样品 ,包括阳性对照以及待检样品 ,在双重PCR方法中也呈现阳性 ,为阴性的样品在本方法中则也呈现阴性 ;能在血平板中出现溶血圈的在本法中也被印证含有tdh基因。由此证实本方法确实能对tl和tdh两种基因同时进行检测 ,成功地证明了同时检测tl和tdh两种基因的双重PCR方法的可行性。该法不但具有常规PCR的优点 ,而且还能节省耗材和时间 。

PCV2和PCV3双重纳米PCR方法的建立及初步应用

本研究旨在建立一种同时检测猪圆环病毒2型(PCV2)和猪圆环病毒3型(PCV3)的双重纳米PCR(nanodPCR)方法,同时应用该方法对PCV2和PCV3进行检测。参考GenBank中登录的PCV2和PCV3型基因序列分别设计特异性引物,对nano-dPCR的反应条件进行优化;同时考察所建立的nano-dPCR检测方法的特异性和敏感性。结果显示,所建方法的特异性和敏感性良好,对PCV2和PCV3两种病毒的最低核酸检测量分别为93.2和91.6拷贝/μL,其敏感性比普通PCR高100倍。应用该方法对送检的265份临床样本进行检测,结果显示,PCV2和PCV3在猪群中存在普遍感染,PCV3和PCV2的阳性率分别为16.6%和14.7%,混合感染阳性率为6.8%。临床样品的检测结果表明,本试验建立的nano-dPCR方法为PCV2和PCV3早期感染进行快速、敏感鉴别诊断提供了新方法。

荧光PCR扩增相关技术

利用荧光PCR(FPCR)技术扩增DNA是现代生物学研究的重要内容。本文以FPCR的发明为起始,以其主要的发展历程为主线,介绍和阐述了实时定量式PCR(QPCR,包括染料法、水解探针法及其衍生种类、划分为分子信标和阴阳探针等类型的杂交探针法、染料熔解曲线法和探针熔解曲线法)与数字式PCR(DPCR,主要是芯片式DPCR,cdPCR和微液滴DPCR,ddPCR)这2代阶段性方法的原理、要点、设计技巧及实际运用等,总结其主要应用领域与局限性,对比不同类型各自的特点,并对未来的发展进行展望。

实时定量PCR发展概述

实时定量聚合酶链反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,简称qPCR)是一种通过荧光信号对PCR进程进行实时监测,并对未知模板进行定量分析的一种核酸定量技术,该技术在临床诊断和生命科学等多领域发挥着重要的作用。现就生物制品领域有着重要应用价值的中介探针聚合酶链反应(mediator probe polymerase chain reaction,MP PCR)和数字聚合酶链反应(digital polymerase chain reaction,dPCR)新技术加以介绍,同时也对qPCR技术中的关键因素(如参考基因选择和核酸质量评价)以及qPCR最低限度标准(minimum information for the publication of real-time quantitative PCR,MIQE)指南作一概述。

同时检测H5和N8亚型AIV双重纳米PCR方法的建立和应用

建立了一种同时检测H5亚型和N8亚型禽流感病毒(AIV)的双重纳米PCR(nano-dPCR)方法,运用该方法可以同时检测出H5亚型和N8亚型AIV。登录GenBank下载H5亚型AIV HA和N8亚型AIV NA基因的序列进行比对分析,依据分析结果进行特异性引物的设计。经过多次验证实验,筛选出最佳的两对引物组合进行nano-dPCR反应体系的建立并优化反应条件,同时进行特异性实验、敏感性实验和临床样品检测验证。实验结果表明:该方法特异性良好,其他不同禽流感亚型及禽病病原体均未扩增出任何特异性条带,H5亚型AIV和N8亚型AIV的最低核酸检测量均达到了5×102拷贝/μL,其敏感性是普通PCR检测方法的100倍,可以用于临床样品检测。所建立的nano-dPCR检测方法可以同时对H5亚型和N8亚型AIV进行检测,具有很好的特异性和敏感性,为H5亚型和N8亚型AIV防控提供了新的技术支撑。

双重数字PCR法评价Luc2P系列报告基因细胞系的稳定性

目的 建立双重数字PCR(digital PCR,dPCR)法评价Luc2P系列报告基因细胞系(CHO-K1、Hacat、HEK293和UT7)的萤光素酶(luciferase,Luc)基因稳定性。方法 提取Luc2P系列报告基因细胞系的基因组DNA,建立一种双重dPCR法,同时检测内参基因RPP30和目标基因Luc的拷贝数,以Luc相对拷贝数(copies Luc/copy RPP30)为指标评价Luc基因稳定性;参考《中国药典》三部(2020版)相关要求对建立的方法进行专属性、精密性、线性、准确性和耐用性验证,并分析方法的适用性。结果 未转染报告基因的原始细胞检测结果均为阴性,而4种报告基因细胞系中均可检测到阳性结果,且dPCR结果中阴性和阳性区可明显区分;以相对拷贝数为指标,采用芯片式dPCR法重复检测8次同一基因组DNA样品以及同一细胞6次独立提取的基因组DNA样品的相对标准偏差(RSD)均小于10%,Luc和RPP30的线性拟合R~2均大于0.99,建立的方法检测5组加标样本的加标回收率在50%~100%之间,且芯片式dPCR和液滴式dPCR检测结果一致。该方法可区分不同细胞克隆的Luc相对拷贝数,检测3个代次(P8、P12、P31)细胞Luc相对拷贝数的结果高度一致。结论 建立的双重dPCR法专属性、精密性、线性、准确性、耐用性和适用性良好,可用于Luc2P系列报告基因细胞系的Luc基因稳定性评价。

2019新型冠状病毒的核酸检测

2019冠状病毒病(COVID-19)疫情已成为国际关注的突发公共卫生事件。为应对突发病毒疫情事件,加快病毒检测并提高检测准确性变得非常重要。中华人民共和国国家卫生健康委员会《新型冠状病毒肺炎诊疗方案》规定了核酸检测和基因测序作为确诊病例的方法,检测结果是对潜伏期人群、疑似病例人群和隔离期人群的新型冠状病毒(2019-nCoV/SARS-CoV-2)进行确诊的重要依据。对实时荧光RT-PCR检测、数字PCR检测及基因测序方法进行了综述,并对后续监控和生物安全测量(生物计量)标准体系的建立进行了展望。