纳米金新型基因芯片检测系统的研制及其在临床病原微生物快速检测中的应用

本研究在纳米放大基因芯片检测专利技术的基础上 ,研制纳米金新型基因芯片检测系统 ,从而充分利用纳米金与银反应可将信号放大 10 6倍的优势以取代目前通用的荧光、同位素、酶标等信号报告材料 ,实现芯片技术与纳米技术的有机结合 ,使之具有设备简单 ,技术稳定易于掌握 ,灵敏度高 ,应用范围广等特点。并在此基础上构建针对临床常见致病菌的实用型纳米金基因芯片 ,从而为临床致病性病原微生物的快速、简便、准确诊断探索一条新的途径。试验的主要方法及结果如下 :(1)扩增实验表明 :引物巯基修饰后必须经过TCEP预还原处理 ,才能获得较好的P…     

基于纳米金的显色基因芯片快速检测病原微生物

为构建一种新型的比色芯片,以实现对临床常见感染病原微生物的快速、准确地检测和鉴定.采用纳米金标记巯基修饰的各待检病原微生物的特异性基因片段,与相应的以各待检靶序列的特异性寡核苷酸探针构建成的基因芯片杂交,并通过结合银染反应将杂交信号被放大形成裸眼可见的显色信息来判读检测结果.该芯片技术检测时间短,最低检测值达 100fmol/L.操作方法简单,不需要特殊设备,能部分满足临床检测的通量要求,具有很好的临床应用前景.     

应用纳米金探针检测HSV-2的目视化基因芯片

本实验建立了一种应用金标链霉亲和素探针的目视化高灵敏度检测单纯疱疹病毒2型(Herpes Simplex Virus-2, HSV-2)的基因芯片.该芯片以HSV-2 DNA 聚合酶的高保守区为靶序列,设计HSV-2特异性引物和探针,通过PCR反应使扩增产物标记上生物素;氨基修饰的探针固定在活化的玻片上,与生物素标记的扩增产物杂交;利用生物素与链酶亲和素高亲合力的特性,加入纳米金标记的链酶亲和素后形成生物素-链酶亲和素-纳米金生物反应放大系统;银染反应后,达到目视化检测HSV-2效果.该HSV-2检测基因芯片能目视化检测出100fmol/L的HSV-2扩增产物,具有灵敏度高,低成本的特点,通过临床标本验证表明该芯片具有较高的准确性.     

应用纳米金探针检测HSV-2的目视化基因芯片

本实验建立了一种应用金标链霉亲和素探针的目视化高灵敏度检测单纯疱疹病毒2型(HerpesSimplexVirus-2,HSV-2)的基因芯片。该芯片以HSV-2DNA聚合酶的高保守区为靶序列,设计HSV-2特异性引物和探针,通过PCR反应使扩增产物标记上生物素;氨基修饰的探针固定在活化的玻片上,与生物素标记的扩增产物杂交;利用生物素与链酶亲和素高亲合力的特性,加入纳米金标记的链酶亲和素后形成生物素-链酶亲和素-纳米金生物反应放大系统;银染反应后,达到目视化检测HSV-2效果。该HSV-2检测基因芯片能目视化检测出100fmol/L的HSV-2扩增产物,具有灵敏度高,低成本的特点,通过临床标本验证表明该芯片具有较高的准确性。     

通用PCR反向斑点杂交快速检测及鉴定致病性酵母菌

建立PCR结合寡核苷酸探针反向斑点杂交技术,快速检测及鉴定致病性酵母菌.将待检酵母菌种特异性寡核苷酸探针固定在尼龙膜上,然后用生物素标记的真菌通用引物扩增的各真菌DNA片段,与固定在膜上的探针杂交.结果表明所用的真菌通用引物可扩增临床常见的真菌DNA,9种特异性探针具有高度的特异性.该方法检测35例临床分离菌株,结果与常规鉴定方法一致.该技术检测时间短、操作简单、不需要特殊设备,能部分满足临床检测的通量要求.具有很好的临床应用前景.     

基于纳米金复合探针的基因芯片膜转印检测法

建立了一种基于纳米金复合探针的基因芯片膜转印核酸检测新方法。首先,用纳米金颗粒同时标记检测探针P2和两种长短不同且生物素化的信号探针 (T10,T40),其中检测探针与靶DNA 5￠端互补,两种信号探针起信号放大作用。当靶DNA分子存在时,芯片表面捕捉探针P1 (与靶DNA分子3￠端互补) 通过碱基互补配对原则结合靶DNA分子,将其固定于芯片上,同时检测探针通过与靶DNA 5￠端互补配对将纳米金复合探针结合于芯片表面,结果在芯片表面形成“三明治”结构,后通过链霉亲和素-生物素反应,使芯片表面对应有靶DNA分子的部位结合上碱性磷酸酶,最后利用BCIP/NBT显色系统使芯片表面信号结果镜面转印至尼龙膜表面。当检测探针和信号探针摩尔比为1∶10,T10和T40摩尔比为9:1时可以检测1 pmol/L合成靶DNA分子或0.23 pmol/L结核分枝杆菌16S rDNA PCR扩增产物,检测结果通过普通的光学扫描仪读取或肉眼直接判读信号有无。本芯片检测系统灵敏度高,操作方法简单、快速,不需要特殊仪器设备,在生物分子的检测方面具有较高的应用价值。     

纳米金对PCR扩增效率影响的机制探讨

近年来,纳米金粒子对聚合酶链式反应（polymerasechainreaction,PCR）的增效作用倍受关注,但是其具体的机制仍未明确提出。研究发现在PCR反应中,纳米粒子的增效作用是存在最佳浓度的,增加DNA聚合酶或者小牛血清蛋白（BSA）可以消除纳米金粒子导致的抑制。我们认为,纳米金粒子可能起到了类似于聚合酶B亚基的作用,提高了DNA聚合酶的延伸能力;而过量纳米金对PCR的抑制作用可能与纳米金结合单链DNA产生的位阻效应有关。     

纳米金标记基因芯片技术的优化

为了建立稳定的纳米金标记基因芯片技术,对点样液,预杂交,纳米金浓度,银染时间等进行了优化,并研究了该芯片方法的灵敏度。结果表明,使用50%DMSO作为点样液效果最好,预杂交会导致杂交信号降低70%,银染时间控制在15 min时候显色清晰且背景较低。该检测方法的灵敏度可达到80 fmol/L,可望在芯片检测领域得到更多的应用。     

纳米金探针在基因检测中的应用

传统的核酸分析中常采用放射性元素、荧光色素以及酶标记等基因探针,这些探针都存在着一些不足之处。近年来,纳米金探针作为一种新型的基因探针,己引起了广泛的关注。该探针具有优良的光谱特征和光化学稳定性,对核酸的非特异吸附性小,与核酸等生物大分子结合后不改变生物分子的活性。将纳米金探针用于基因检测,具有操作简便、快速、安全、实验成本低等优点。本文就纳米金探针的发展过程、纳米金探针的制备、检测原理及其在基因分析中的应用等几个方面作了系统而全面地概述,同时介绍了纳米金探针的最新研究进展,并对其发展前景作了简要评述。     

新型冠状病毒纳米PCR快速检测方法的建立

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)感染可导致致命性肺炎,且极具传染性。自2019年年末在我国出现以来,已在全球蔓延。为了建立一种灵敏、快速检测SARS-CoV-2的分子检测方法,本研究使用金纳米颗粒配合普通PCR检测方法,针对SARS-CoV-2核衣壳蛋白建立了SARS-CoV-2 NanoPCR新型分子检测方法。特异性结果显示,该方法对猪流行性腹泻病毒、牛冠状病毒、犬冠状病毒、水貂冠状病毒、猫传染性腹膜炎病毒均无交叉反应,表明该方法的特异性良好。敏感性结果显示,该方法的最低检测量为3.69×10⁴拷贝/μL,高于普通PCR最低检测量10倍,表明该方法的敏感性良好。使用建立的方法对3份临床样品进行检测,该方法与普通PCR方法结果一致,10倍稀释样品后,NanoPCR相比较普通PCR条带仍然具有较高辨识度。综上,本研究建立的灵敏、特异的NanoPCR方法可以对临床样品进行快速诊断和鉴定。     

基因芯片技术检测3种食源性致病微生物方法的建立

建立一种运用多重PCR和基因芯片技术检测和鉴定志贺氏菌、沙门氏菌、大肠杆菌O157的方法, 为3种食源性致病菌的快速检测和鉴定提供了准确、快速、灵敏的方法。分别选取编码志贺氏菌侵袭性质粒抗原H基因(ipaH)、沙门氏菌肠毒素(stn)基因和致泻性大肠杆菌O157志贺样毒素(slt)基因设计引物和探针, 进行三重PCR扩增, 产物与含特异性探针的芯片杂交。对7种细菌共26株菌进行芯片检测, 仅3种菌得到阳性扩增结果, 证明此方法具有很高的特异性。3种致病菌基因组DNA和细菌纯培养物的检测灵敏度约为8 pg。对模拟食品样品进行直接检测, 结果与常规细菌学培养结果一致, 检测限为50 CFU/mL。结果表明：所建立的基因芯片检测方法特异性好, 灵敏度高, 为食源性致病菌的检测提供了理想手段, 有良好的应用前景。     

基因芯片技术检测3种肠道病原微生物方法的建立

目的:建立一种运用多重PCR和基因芯片技术检测和鉴定伤寒沙门氏菌、痢疾杆菌和单核细胞增生利斯特菌的方法。方法:分别选取伤寒沙门氏菌染色体ViaB区域中编码调控Vi抗原表达的基因(vipR)、痢疾杆菌编码侵袭质粒抗原H基因(ipaH)和单核细胞增生利斯特菌溶血素基因(hlyA)设计引物和探针,探针3'端进行氨基修饰,下游引物标记荧光素Cy3。在优化的PCR和杂交反应条件下,进行三重PCR扩增,产物与包括3种致病菌特异性探针的基因芯片杂交。在评价基因芯片的特异性和灵敏度之后,对临床样本进行检测。结果:只有3种目的致病菌的PCR产物在相应探针位置出现特异性信号,其他阴性细菌均无信号出现;3种致病菌的检测灵敏度均可达到103CFU/mL;检测30例临床样本的结果与常规细菌学培养结果一致。结论:所建立的可同时检测伤寒沙门氏菌、痢疾杆菌和单核细胞增生利斯特菌的基因芯片方法快速、准确,特异性高,重复性好,为3种肠道致病菌的快速检测和鉴定提供了新方法和新思路。     

Detection of Pathogenic Vibrio spp. in Shellfish by Using Multiplex PCR and DNA Microarrays

This study describes the development of a gene-specific DNA microarray coupled with multiplex PCR for the comprehensive detection of pathogenic vibrios that are natural inhabitants of warm coastal waters and shellfish. Multiplex PCR with vvh and viuB for Vibrio vulnificus, with ompU, toxR, tcpI, and hlyA for V. cholerae, and with tlh, tdh, trh, and open reading frame 8 for V. parahaemolyticus helped to ensure that total and pathogenic strains, including subtypes of the three Vibrio spp., could be detected and discriminated. For DNA microarrays, oligonucleotide probes for these targeted genes were deposited onto epoxysilane-derivatized, 12-well, Teflon-masked slides by using a MicroGrid II arrayer. Amplified PCR products were hybridized to arrays at 50°C and detected by using tyramide signal amplification with Alexa Fluor 546 fluorescent dye. Slides were imaged by using an arrayWoRx scanner. The detection sensitivity for pure cultures without enrichment was 10² to 10³ CFU/ml, and the specificity was 100%. However, 5 h of sample enrichment followed by DNA extraction with Instagene matrix and multiplex PCR with microarray hybridization resulted in the detection of 1 CFU in 1 g of oyster tissue homogenate. Thus, enrichment of the bacterial pathogens permitted higher sensitivity in compliance with the Interstate Shellfish Sanitation Conference guideline. Application of the DNA microarray methodology to natural oysters revealed the presence of V. vulnificus (100%) and V. parahaemolyticus (83%). However, V. cholerae was not detected in natural oysters. An assay involving a combination of multiplex PCR and DNA microarray hybridization would help to ensure rapid and accurate detection of pathogenic vibrios in shellfish, thereby improving the microbiological safety of shellfish for consumers.     

DNA微阵列技术在细菌感染后宿主反应研究中的应用

感染性疾病是病原微生物和宿主紧密相互作用的结果。深入理解宿主对病原微生物感染发生反应的分子基础是预防感染性疾病发生和组织损伤的必要条件。本文通过介绍体内、体外2种感染模型中宿主对细胞内和细胞外致病菌感染后的基因表达谱变化,简述了DNA微阵列技术在病原菌一宿主相互作用中宿主反应研究中的应用。     

利用PCR法检测HIV—1DNA

通过比较多个HIV(人免疫缺陷病毒)分离株的核苷酸序列,我们选择膜基因上7373—7514位的一段保守区为目的片段合成了引物1(5′—AGCAGCAGGAAGCACTATGGGC—3′)和引物2(5′—CCAGACTGTGAGTTGCAACA—3′),并分别以质粒PⅢexE7和MT4-HIV-1 DNA,为模板进行了PCR反应及敏感性试验。结果表明,用PCR法可检测出1～10个质粒分子及1×10~6个细胞中一个感染细胞。因此我们推论,本法可应用于AIDS临床标本的检测。     

PCR检测伪狂犬病病毒DNA

 根据伪狂犬病病毒 (PRV)gB基因的序列 ,设计并合成了一对引物 ,以闽A株细胞培养毒为模板 ,筛选最佳反应条件 ,建立了检测PRV的PCR方法 应用该方法对Fb、Bartha、BJ、GD、V2F4、S、S3、SR、Buk、Shope、Norden、MinkⅢ、HB、F8、F9、F12等毒株的细胞培养液进行基因扩增 ,均获得了分子量为 2 81bp的特异性目的DNA片段 ,而对Vero细胞与FMDV、SVDV、HCV、PRRSV、JEV、PPV等病毒进行检测 ,结果均为阴性 ,没有出现交叉反应 对PRV毒株扩增的产物测序 ,结果序列与文献报道一致 ,证明PCR扩增产物和方法的特异性 对 1994～ 2 0 0 0年期间送检的临床样品和保存的PRV毒种 ,用病毒分离、双抗体夹心ELISA和PCR等 3种方法进行检测 ,结果前 2种方法检测为阳性的 ,PCR检测均为阳性 ;PCR检测为阴性 ,前 2种方法检测也为阴性 ;可是 ,前 2种方法检测为阴性的 ,PCR却检测出部分阳性 ;经x2 检验 ,证明PCR检出率明显高于前 2种方法的检出率 对PRV闽A株细胞毒提取物DNA进行检测 ,其最低检出量为 15 8pg 对 1999～ 2 0 0 0年期间广东、福建、海南等省的 31个大中型猪场送检的 191份病料进行检测 .结果病料阳性率为 2 6 2 % ( 50 191) ,猪场阳性率为 71% ( 2 2 31) 实验结果表明 ,所建立的PCR技术可用于伪狂犬病的快速诊断