等温扩增技术及其结合CRISPR在微生物快速检测中的研究进展

等温扩增技术因其对仪器依赖性低、核酸扩增高效等优势,非常适合于快速检测,已在微生物快速检测领域得到了广泛应用。本文从核酸提取、等温扩增(以环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)和重组酶聚合酶扩增技术(Recombinase polymerase amplification,RPA)为例)和产物检测角度,就近年来核酸等温扩增技术的发展及其在病原微生物核酸快速检测领域的应用进行综述,并概述了核酸等温扩增技术与CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats)基因编辑技术相结合的最新研究成果,为这些新兴技术的研究和未来的发展提供新思路。     

基于核酸等温扩增的病原微生物微流控检测技术

病原微生物的快速检测对疫情的预防控制至关重要。基于PCR的病原微生物核酸检测方法克服了传统病原微生物培养方法耗时长、免疫学检测存在窗口期等问题,已成为目前最主要的病原微生物筛查方法。然而,对精确控温热循环仪的依赖却严重限制了其在资源匮乏地区的应用。虽然基于核酸等温扩增的病原微生物检测方法可摆脱对高精度温控设备的依赖,但仍需要进行样本核酸分离提取、扩增与检测等步骤。近年来,微流控技术与核酸等温扩增技术相结合,诞生了多种病原微生物等温扩增微流控检测技术。该技术通过设计芯片结构、优化进样模式及检测方式,实现了病原微生物核酸提取、扩增与检测一体化,并具备多重检测、定量检测等功能,具有对仪器依赖度小、对操作人员要求不高、样本量需求小和自动化程度高等优点,适合于在多种环境下的病原微生物快速检测。本文从核酸等温扩增原理、进样方式、检测方式等方面对核酸等温扩增病原微生物微流控检测技术进行了综述,以期为病原微生物的快速筛查提供更多的方案思路,提升公共卫生领域对传染性疾病的防控能力。     

环介导等温扩增技术的应用进展

环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种新式核酸扩增技术,它依靠一种具有链置换活性的DNA聚合酶与2对特殊设计的引物,在等温条件下即可高效快速地完成扩增反应。相较于传统扩增检测方法,LAMP技术具有特异性强、灵敏度高、操作简单快速等优点,更能在现场快速检测和基层应用中广泛推广,目前LAMP技术已广泛应用于植物病害检测、动物病害检测、食品安全检测等领域。基于此,简要介绍了LAMP技术的基本原理、反应产物的检测方法,重点阐述了LAMP技术的改进与发展,综述了近年来其在科研生产中的应用进展,并对其发展前景进行了展望,以期为LAMP技术的进一步发展提供合理的研究方向。     

环介导等温扩增技术原理及其在检测诊断病原微生物中的应用

环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是近年来发展出来的一种核酸扩增技术.通过设计识别目的片段6个序列的4个特异引物,整个反应可以在恒温(60～65℃)条件下1 h内完成,由于采用4个引物,与传统的核酸扩增技术相比,它具有敏感、特异的特点;且产物中有大量的副产物--白色焦磷酸镁沉淀,扩增产物可通过肉眼观察或浊度计即可判定结果;反应不需要精密控温设备和高级复杂的分析仪器,对操作人员的熟练度和专业水平要求不高,因此该方法特别适合基层或者实验条件较差的试验室进行病原微生物的快速检测.就其原理及其在病原微生物的检测中的应用做一综述.     

LAMP技术在食源性病原微生物检测中的应用

针对常见引起食物中毒细菌的特异保守基因设计环介导恒等温扩增(LAMP)引物,并以此套引物建立食源性病原微生物的检测方法。特异性及灵敏性试验显示,LAMP法最低检出限为10-5,Real-time LAMP最低检出限为10-7,而普通PCR的检出下限仅为10-3;且LAMP全部反应在1 h内完成;LAMP反应结果可通过肉眼直接观测判定结果。LAMP快速检测常见食物中毒菌的方法初步建立,同时结合Real-time LAMP,可提供更准确的检测结果并可实现仪器在线式实时监测。     

环介导等温扩增技术的常见问题分析与研究进展

环介导等温扩增(LAMP)技术是近年发展起来的新型核酸体外等温扩增技术,具有快速、特异、敏感、简便等特点,使该技术在核酸快速检测领域得到了广泛的应用,但LAMP技术也在不断完善与发展中。本文就LAMP扩增产物的污染,引物间非连续配对的假阳性问题的对策,以及在LAMP技术基础上发展起来的其他相关技术进行综述,为该技术在基层的推广应用提供参考。     

快速检测HBV DNA的环状介导等温DNA扩增法

环状介导等温DNA扩增（LAMP）技术是一种新的核酸扩增方法,它能够高特异性、高效、快速地进行核酸的扩增。利用LAMP法检测乙型肝炎病毒（HBV）,能够在等温条件下于1h内将少量的基因拷贝数扩增至10^9,在对65份临床标本的检测中显示了较高的特异性。与现有的PCR技术相比,LAMP法更加简便快速,且在等温条件下进行,不需要复杂的仪器设备,为临床检测乙肝病毒提供了一个快速筒便的新方法。     

环介导等温扩增技术的研究进展

环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种新式核酸扩增技术,它依靠一种具有链置换活性的DNA聚合酶和2对特殊设计的引物,不需要反复的温度循环和昂贵的仪器设备,在等温条件下即可高效快速地完成扩增反应,目前已广泛应用于细菌、病毒、寄生虫等病原体的检测,及动物胚胎性别的鉴定。该文总结了LAMP技术的基本原理、相对于传统核酸检测技术的优点、产物的检测方法及其临床应用,最后指出LAMP目前存在的不足以及采取的相应措施,并对其发展前景进行了展望。     

环介导等温扩增技术检测食品安全的研究进展

食品安全一直是全世界公众健康的关注焦点。环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术是一种特异性强、灵敏度高、快速简便的等温核酸扩增技术,近年来在核酸检测领域有着广泛的研究和应用。将LAMP技术应用到食品安全检测领域,可以快速准确的监控一些食品安全问题,避免对人类健康所构成的危害。因此针对LAMP技术在食品安全检测方面的优势进行分析,并结合LAMP技术与新兴诊断技术平台的联合运用进行了展望。     

环介导等温扩增技术在致病微生物检测中的应用

环介导等温扩增(LAMP)是一种新兴的核酸扩增方法,由于其具有高灵敏、高特异、操作简单、检测快速、价格低廉等诸多优势,现已成为分子生物学诊断技术的重要组成部分,并广泛应用于基层实验室及野外致病微生物的在快速检测致病微生物中的应用及新进展,希望能为其发展提供参考。     

环介导等温扩增技术的改进及其在现场检测平台上的应用进展

环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种新型核酸体外扩增技术,具有等温、快速、高特异性和灵敏度、产物检测简便等特点。自建立以来,该技术被广泛应用于病原检测、动物胚胎的性别鉴定、转基因食品检测和肿瘤的基因检测等领域并得到不断改进和完善,主要体现在特异性提高,反应速度加快,样本处理简化,检测方法特异化,多重扩增得以实现。由于LAMP满足现场检测的诸多要求,当前基于LAMP技术的现场检测平台正向着微型化、集成化、自动化方向发展,并呈现出与芯片实验室和数字扩增等技术联合应用的趋势。本文综述了近年来LAMP技术的改进及其在现场检测平台上的应用进展。     

鸭瘟病毒LAMP可视化检测方法的建立

目的:建立一种快速、简便、特异性高的鸭瘟病毒(DPV)环介导等温扩增(LAMP)检测方法。方法:根据Gen Bank中DPVUI6基因的保守序列设计一套特异性引物,并对反应条件进行优化,建立DPV的LAMP可视化检测方法。结果:建立的LAMP方法对其他鸭常见病原体无扩增反应;可通过肉眼观察颜色直接判定结果;敏感性可达0.1fg,是常规PCR方法的100倍;扩增反应只须在常规水浴锅中进行,可在1 h内完成。结论:建立的DPV LAMP方法简便、快速、灵敏、特异,可用于DPV感染的快速检测。     

多重环介导等温扩增技术的研究进展

环介导等温扩增技术(LAMP)是一种新型的核酸放大扩增技术。但是,当前的LAMP技术多是在同一个体系中对单一目标物进行检测,限制了其工作效率的发挥。多重LAMP技术就是在同一反应体系中加入多组针对不同靶基因的特异性引物,从而实现对多种目标基因同时进行扩增。我们针对多重LAMP的优缺点,对其在病毒、细菌、寄生虫以及性别筛选等领域的应用做简要综述。     

多重环介导等温扩增技术研究进展

环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)因其扩增速度快、灵敏度和特异性高、仪器要求低等优点而被广泛应用于核酸诊断领域。为充分利用LAMP技术优势、提高诊断检测的效率与可靠性、扩展其应用范围,同时节约试剂成本,近年来多重LAMP技术的研究成为一大热点。常规的LAMP扩增产物检测方法多数以聚合反应的双链DNA产物或其副产物为基础,只能判断有无扩增反应发生,而难以识别多重扩增产物的靶标来源及其特异性。为实现多重扩增产物的高特异检测,各国学者通过对该技术巧妙的改进或与其他技术相偶联,发展了一系列多重LAMP扩增检测技术。然而上述狭义的多重LAMP技术依然存在因引物间相互干扰、扩增效率存在差异而引发歧视性扩增的局限,限制了多重扩增的重数。近年研究活跃的微型扩增技术以其实现多个平行、互不干扰的小体积单重扩增的技术优势打破了这一局限,由此产生了新型的广义多重LAMP扩增技术。这些技术还具有试剂消耗少、自动化程度较高、交叉污染风险更小以及更适合对较多靶标进行现场快速检测等优势。本文分别从狭义多重LAMP的方法原理及其扩增反应体系优化、广义多重LAMP的方法原理以及多重LAMP技术在诊断检测中的应用等方面对近年来多重LAMP技术的研究进展进行了综述。     

转基因大豆GTS40-3-2环介导等温扩增检测方法的建立

采用转基因大豆GTS40-3-2品系特异性基因LAMP引物,建立2种转基因大豆GTS40-3-2品系特异性基因等温扩增方法:(1)实时荧光环介导等温扩增方法;(2)反应前加入染料羟基萘酚蓝(HNB)作为LAMP扩增的指示剂,根据反应后HNB的颜色变化进行判定。对两种方法进行灵敏度、特异性测试,结果表明,两种方法皆能快速、特异性检测出转基因大豆GTS40-3-2品系成分,定性检测限为0.1%。基于颜色判定的LAMP检测方法对设备要求更简单,更适用于日常检验及监管部门进行转基因成分的快速检测。     

环介导等温扩增（LAMP）技术检测东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的研究

应用环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术建立一种准确、灵敏、快速的蜜蜂微孢子虫检测方法。本研究根据东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的依赖DNA的RNA聚合酶Ⅱ大亚基(RPB1)序列,用在线软件Primer Explorer V4.0 online设计4条特异性引物,分别对Mg2+、d NTP、内引物FIP/BIP和甜菜碱浓度及反应温度和时间优化;选择蜜蜂体内常见病原进行该方法的特异性验证,用MseⅠ酶切扩增产物验证其准确性;将N.ceranae的DNA梯度稀释进行灵敏度检测并与PCR比较分析;最后在临床检测中验证该技术的可行性。结果表明,优化的体系可在恒温57℃下完成扩增反应;引物的病原特异性检测仅N.ceranae有梯状条带,MseⅠ酶切产物条带符合理论值;LAMP反应检测的灵敏度较PCR高10倍;能够直接从蜜蜂体内检测出N.ceranae。本研究建立的LAMP检测N.ceranae体系准确、快速、成本低,可为蜜蜂微孢子虫病的检测提供有力的技术支撑。     

LAMP快速检测对虾IHHNV的方法与应用

建立了一种检测对虾传染性皮下及造血组织坏死病毒(Infectious hypodermal and hematopoietic necrosis vi-rus,I HHNV)快速、灵敏的环介导等温扩增(Loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法。针对I HHNV非结构蛋白基因NS1序列的6个保守区域,利用Pri mer Explorer v4.0软件设计4条引物,建立了I HHNV环介导等温扩增快速检测方法,对反应温度和反应时间等参数进行了优化,并将建立的LAMP检测方法与常规PCR检测进行了比较分析。结果表明,LAMP最适反应在65℃恒温条件60min内完成,凝胶电泳呈现特征性梯型条带;反应体系中添加SYBR Green I荧光染料后,绿色的阳性结果很明显区别于橙色阴性结果。LAMP方法的最低检出限为100拷贝/μL,灵敏度较常规PCR高1000倍。用建立的LAMP方法对临床发病南美白对虾样品进行了检测,结果表明建立的LAMP方法适合于对虾I HHNV的现场快速检测。     

牡蛎单孢子虫环介导等温扩增可视化检测方法的建立

目的:建立基于环介导等温扩增(LAMP)技术的单孢子虫可视化检测方法。方法:根据尼氏单孢子虫的小亚基核糖体RNA保守序列,设计一套特异性LAMP引物,对反应条件如温度和试剂浓度进行优化,建立检测牡蛎单孢子虫的LAMP方法。结果:所建立的方法的敏感性可达1 fg,是常规PCR方法的100倍;全部反应可在1 h内完成;可通过肉眼观察颜色,直接判定结果;对其他牡蛎常见病原体的检测结果均为阴性。结论:建立的LAMP方法简便、快速、灵敏、特异,可用于牡蛎单孢子虫感染的快速检测。     

基于LAMP的新试剂和仪器的效果评估及在蚊媒病毒检测中的应用

目的:针对常见蚊媒病毒筛选引物,运用环介导等温扩增(LAMP)技术建立便捷、快速、高通量的检测方法;并以实验室储存病毒资源,评价LAMP研发试剂和仪器在快速筛查中的适用性。方法:环介导等温扩增。结果:筛选出7种蚊媒病毒高特异性引物,检测用研发试剂为单管固定化反应管,反应只需加入模板,使用配套仪器,检测总耗时不超过45 min,检测灵敏度为10~(-1)~10~2拷贝。结论:研发仪器一键式操作、便携轻便,可实时监测;研发试剂单管储存固定化反应管,极大程度地降低了污染,简单快捷,扩增稳定重复性好且成本较商业化试剂低;在现场实现蚊媒病毒的简便、快速、低成本、实时高通量检测。     

翘嘴鳜病原嗜水气单胞菌分子特征及LAMP检测方法的建立

嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)是一种危害鳜鱼养殖生产的重要病原细菌, 为进一步明确该病原菌的分子特征及建立快速检测技术, 实验对引起翘嘴鳜(Siniperca chuatsi)暴发性死亡的病原嗜水气单胞菌进行了致病性、菌株毒力特征研究, 同时以嗜水气单胞菌气溶素基因aerA为分子靶标设计引物, 利用环介导等温扩增技术(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)建立了病原嗜水气单胞菌的快速检测方法。结果表明, 本次引起翘嘴鳜暴发性死亡的病原嗜水气单胞菌半致死浓度为1.6×106 CFU/mL, 携带aerA等14种毒力基因, 此14种毒力基因可用于其致病性分析及分子检测。以气溶素基因aerA设计引物进行的环介导恒温扩增, 结果显示可扩增出阶梯状条带, 加入SYBR Green I染色后呈现绿色的阳性反应, 而对照组均未出现任何扩增条带且反应体系呈现橙色, 表明LAMP检测方法对于嗜水气单胞菌检测具有很好的特异性; 灵敏度检测的最低检测限为4.6×101 CFU/mL; 10种经人工感染的淡水养殖鱼虾组织匀浆增菌液, 提取DNA后进行LAMP方法检测, 结果均可获得阳性扩增结果, 而对照未染菌组呈阴性, 表明该方法具有较好的应用性, 可应用于嗜水气单胞菌引起的水生动物疾病的检测。