重组酶扩增技术概述及应用研究进展

重组酶扩增技术是近几年快速发展起来的一类等温扩增技术,相对于传统的核酸检测方法,具有设备要求低、操作简单等优势,在现场快速检测方面有着广阔的应用前景。本文简要介绍了重组酶扩增技术的技术原理、优点和难点,重点阐述了其在病毒、细菌、寄生虫及其他微生物检测领域的应用研究进展,旨在为重组酶扩增技术的进一步发展与应用提供参考。

前列腺素E_1的化学-酶促合成

以γ-亚麻酸甲酯为起始原料 ,采用化学 -酶促合成技术 ,经两条不同路线合成前列腺素E1,总收率分别为 1 3%和 1 6% .关键中间体及最终化合物的结构经元素分析、核磁共振氢谱及碳谱得到确认 .合成中避免使用高温、高压反应 ,适合于工业化生产 .

双重荧光RT-ERA技术快速检测贝类食品中诺如病毒

目的:基于逆转录-酶促重组等温扩增(reverse transcription-enzymatic recombinase amplification,RTERA)技术,以MS2作为模式过程控制病毒,建立一种贝类食品中GI与GII型诺如病毒(norovirus,NoV)双重荧光RT-ERA快速检测方法。方法:分别将GI、GII NoV参考靶序列克隆到带有T7启动子的载体中,通过体外转录的方式获得高纯度NoV RNA参考样品。以设计的MS2噬菌体引物探针,与实验室前期筛选的GI、GII NoV引物探针进行双重荧光RT-ERA实验,并对反应体系和反应程序进行优化,分析方法的灵敏度。最后,采用建立的方法开展真实样本检测,以GB 4789.42-2016《食品微生物学检验诺如病毒检验》为参比方法进行检测结果对比,确定方法的准确性和可行性。结果:建立MS2与GI、MS2与GII两组双重荧光RT-ERA检测方法,最佳引物及探针体积分别为4.1μL与1.8μL,检测时间可缩短至10 min左右,且最低可检出102拷贝/μL的NoV核酸样品。应用所建立的方法对29份真实样品进行检测,检测结果与GB 4789.42-2016一致。结论:本研究建立的双重荧光RT-ERA检测方法可实现对MS2、GI和GII NoV的同时检测,且灵敏度高、准确性强,为今后NoV现场快速检测提供一定基础。

酶促重组等温扩增实时荧光法快速检测肺炎支原体方法的建立及应用

利用酶促重组等温扩增(enzymatic recombinase amplification,ERA)技术建立快速检测肺炎支原体的实时荧光检测方法。针对肺炎支原体P1基因设计特异性引物和探针,优化反应条件,分析其敏感性和特异性,并对临床样本进行验证。ERA实时荧光法在25-40℃均具有扩增能力,在35℃条件下对肺炎支原体的扩增效果最好,20 min内可完成扩增;该法对肺炎支原体的检出限为10^(3) copies/μL;并对其他6种呼吸道病原体进行检测,均无扩增曲线产生,有较好的特异性;以荧光定量PCR法检测结果为标准,ERA实时荧光法对34份临床样本的检测结果的诊断敏感度为96.15%、特异度为100%、阳性预测值为100%、阴性预测值为88.89%。本研究构建的ERA实时荧光法可以快速简单、灵敏和特异地检测出肺炎支原体,满足现场检测的需求。

生物技术在糙米食品开发中的应用研究

糙米食品开发对于增加我国食物供应总量和提高国民营养保健水平意义重大。多年来大量的研究表明生物技术包括基因工程育种技术:巧妙利用各种酶促技术在糙米食品的开发中正在发挥越来越重要的作用。特别是对糙米中膳食纤维改性、主要抗营养因子(植酸)的降解、糙米食品口感改良和糙米关键营养成分强化方面业已初见成效。

基于体温扩增的唐菖蒲伯克霍尔德氏菌椰毒致病变种3种可视化快速检测方法的建立

为实现食品中唐菖蒲伯克霍尔德氏菌椰毒致病变种(Burkholderia gladioli pv. cocovenenans)的快速检测,基于体温扩增技术——酶促重组等温扩增(enzymatic recombinase amplification,ERA),并根据唐菖蒲伯克霍尔德氏菌椰毒致病变种bonM基因序列设计和筛选了ERA检测引物和探针,分别建立ERA显色法、荧光法、试纸条法3种可视化快速检测方法,并评估其特异性和灵敏度,以及在市售样品检测适用性和准确性。结果显示,建立的方法对3株唐菖蒲伯克霍尔德氏菌椰毒致病型菌株均有扩增,其他常见的食源性致病菌以及其他唐菖蒲伯克霍尔德氏菌均无扩增,说明检测方法的特异性良好。3种方法的检出限均为10^(-2)ng/μL,灵敏度较好。采用建立的3种可视化快速检测方法对15份市售样品进行检测,检出阳性2份,检出率为13.3%。该结果与国标方法的检测结果一致,说明方法具有较好的适用性和准确性。本研究建立的基于体温扩增技术的显色法、荧光法和试纸条法具有较高的特异性及灵敏度,37℃体温扩增15 min左右即可获取检测结果,且裸眼可视,可为食品中唐菖蒲伯克霍尔德氏菌椰毒致病变种的现场可视化快速筛查提供新型简便的策略。

ERA实时荧光法快速检测乙肝病毒的建立与应用

基于酶促重组等温扩增(ERA)技术构建一种快速检测乙肝病毒的实时荧光检测方法。根据乙肝病毒聚合酶编码区(P区)保守序列设计引物和探针,对引物、温度、荧光探针浓度等反应条件进行优化,建立ERA实时荧光法最佳反应体系,再对其敏感性、特异性、抗干扰能力、临床样本检出效果进行验证。结果显示:ERA实时荧光法在42℃、20 min内可完成对乙肝病毒的检测,最低检出限为102 copies/μL;除乙肝病毒外,其他4种病毒(甲肝病毒、丙肝病毒、EB病毒、巨细胞病毒)均未产生荧光扩增曲线,具有良好的特异性和抗干扰能力;以实时荧光PCR法检测结果为标准,ERA实时荧光法检测58份乙肝病毒临床样本的灵敏度为97.37%、特异度为100%、阴性预测值为95.24%、阳性预测值为100%、Kappa值为0.96。成功建立了一种简单、快速、灵敏、特异、低成本的乙肝病毒早期检测方法,满足乙肝病毒快速检测的需要。

婴儿配方乳粉中食源性致病菌双重ERA快速检测方法的建立

为快速多重筛查婴儿配方乳粉中食源性致病菌的污染情况,建立克罗诺杆菌、沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌及金黄色葡萄球菌双重酶促重组等温扩增(enzymatic recombinase amplification,ERA)快速检测方法。首先,通过筛选确定对4种食源性致病菌特异性好、扩增效率高的引物探针。经过优化建立两组双重ERA检测体系可快速筛查4种食源性致病菌。该方法对沙门氏菌、单核细胞增生李斯特菌及金黄色葡萄球菌的检出限均为10^(-2) ng/μL;对克罗诺杆菌的检出限为1 ng/μL。模拟污染实验显示,污染量为1 CFU/mL的样品增菌培养6 h后,可检出4种致病菌。应用该方法对市售婴儿配方乳粉样品进行检测,检测结果与行业标准规定的实时荧光聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)法一致,证实了本研究建立的双重ERA检测方法的准确性和可靠性。采用本方法仅需20 min左右即可一次性检出4种致病菌,相较于传统的“金标准”方法以及实时荧光PCR法显著提高了检测效率,对于推进食源性致病菌的快速筛查具有重要意义。

沙门氏菌ERA可视化快速检测方法的建立

为实现食品中沙门氏菌的快速检测,选用文献报道的沙门氏菌RPA引物和探针,建立酶促等温扩增(ERA)荧光法和显色法两种沙门氏菌可视化快速检测方法,并分析两种方法的特异性、灵敏度、检出限等指标。同时,为满足实验室外现场检测环境的要求,分别采用自热包和热帖作为现场DNA提取和ERA反应的热源,建立不依赖实验室设备的方法。优化后两种ERA方法检测时间分别为11 min和4 min,灵敏度均可达10^(-2) ng/μL,人工污染样品增菌培养4 h后检出限为1 CFU/mL。本研究创新性地将沙门氏菌RPA引物探针应用到ERA检测体系,建立了荧光法和显色法两种可视化快速检测方法,并集成现场DNA提取和ERA反应检测套组,提高了扩增效率,摆脱了对传统实验室设备的依赖,对于推进食源性致病菌现场可视化快速检测具有重要意义。

基于碳减排理念的Q市某污水再生处理厂提标设计与运行

在国家“双碳”战略目标背景下,对Q市某污水再生处理厂提标改造和优化运行模式开展跟踪研究。在不增加占地、工艺单元、电耗的情况下,通过强化调节池的水解酸化功能作为脱氮除磷生化系统预处理工艺,原位开发内碳源,溶解态COD(SCOD_(Cr))平均提高63.5%,节省外碳源投加量42.5%~55.4%;通过复合铁酶促活性污泥技术耦合AAO+MBR工艺运行,强化系统脱氮除磷效果,节省铁盐(FeCl_(3))平均投加量60%以上;较大幅度节省外加碳源、FeCl_(3)等药耗,污水再生处理系统出水除TN外其他指标稳定达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准,有效实现降碳的目的;同时,工程改造优化粗细格栅缝隙提高SS拦截效率,控制源头动植物油脂排放以及运行过程中FeCl_(3)过量投加,有效降低超滤膜污堵,使系统长期稳定运行。