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《多重PCR技术在实验动物病原检测中的应用》

  • 来源专题：生物安全网络监测与评估
  • 编译者： yanyf@mail.las.ac.cn
  • 发布时间：2018-12-01

  • 多重PCR作为一种新型的分子生物学检测技术,具有高效?快捷?特异性和灵敏度高等优点,能够同时扩增出多个核酸片段,克服了普通PCR缺点,实现了对多种病原微生物的同时检测,为临床病原鉴别诊断?基因分型?耐药基因等领域的研究提供了新思路,具有较大的发展前景? 多重PCR作为一种新型的分子生物学检测技术,具有高效?快捷?特异性和灵敏度高等优点,能够同时扩增出多个核酸片段,克服了普通PCR缺点,实现了对多种病原微生物的同时检测,为临床病原鉴别诊断?基因分型?耐药基因等领域的研究提供了新思路,具有较大的发展前景?笔者对多重PCR的原理及技术特点,多重PCR技术在实验动物病毒?细菌?寄生虫病原体和微生物耐药等方面进行综述,旨在为多重PCR技术应用在实验动物疫病病原体的检测提供参考依据?

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  • 《中国科学院动物所开发出快速精准的核酸检测技术》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2019-07-08
    • 高效精准的核酸检测技术在传染病原检测、食品安全检疫和致病基因筛查等许多方面具有重要的应用。基于CRISPR的基因组编辑技术极大地革新了生物医学研究。有趣的是，除了能够通过对基因组精准操控来进行功能基因组学研究，最近一些研究发现CRISPR系统的某些效应蛋白，例如Cas12a，在切割靶DNA后会受激获得切割非靶向单链DNA（ssDNA）的活性，从而能够用于快速简便地进行核酸检测，在传统的PCR和测序技术之外建立了一种新的核酸检测技术。 CRISPR-Cas12b/C2c1系统大多来自嗜热菌，由于其嗜高温的特性研究相对较少。中国科学院动物研究所李伟团队在2018年首次成功地改造Cas12b系统用于哺乳动物基因组编辑，建立了Cas9和Cas12a之后的第三个CRISPR基因编辑工具。在此基础上，研究团队发现Cas12b蛋白在激活之后同样具有任意切割ssDNA的特性，并开发出 CDetection（Cas12b-mediated DNA detection）检测系统，可以用于微量DNA的简便快速检测。CDetection是集Cas12b蛋白、向导RNA、ssDNA荧光报告分子和 RPA（recombinase polymerase amplification）等温扩增于一体的DNA快速检测系统。Cas12b蛋白在靶向切割RPA扩增目标DNA后激活ssDNA切割活性，任意切割ssDNA荧光报告分子，从而发出荧光信号（如图）。基于团队前期研究发现的Cas12b能够适应较广温度（25~60℃）和pH（1~8）的稳定性，CDetection系统相较Cas12a-DETECTR系统具有更高的灵敏度，可以实现亚aM（10-19 M）的灵敏DNA检测；同时，通过tgRNA（tuned gRNA）的引入，CDetection可以实现单碱基的区分。利用CDetection系统，能够快速地实现细胞、血液、尿液以及动植物中的细菌和病毒感染、基因分型以及SNP突变检测（如图）。 相关成果于7月2日在国际学术期刊Genome Biology 发表。该研究工作由动物所和中国科学院干细胞与再生医学创新研究院完成。动物所研究员李伟和周琪为论文的通讯作者；博士生滕飞、郭璐为共同第一作者。该研究受到中国科学院战略科技先导专项及科技部、基金委等的资助。
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  • 《纳米技术在病毒检测中的作用》
    • 来源专题：纳米科技
    • 编译者：郭文姣
    • 发布时间：2020-05-09
    • 病毒是颗粒状的，以不同的形态存在。与其他微生物相比，病毒的体积小(20到900纳米)增加了其分离和显示的难度。 病毒通常具有高度传染性，缺乏及时有效的控制系统是其潜在健康影响的主要原因。纳米技术已被证明在实验室诊断一般感染，特别是病毒感染方面是有效的。 1950年，随着细胞培养系统和电子显微镜的发展，第一个病毒的分离和检测开始了。在20世纪80年代早期，诊断病毒学随着免疫分析和聚合酶链反应(PCR)的发明取得了重大进展。 广泛的血清学和分子检测技术的迅速发展对病毒的实验室研究和临床诊断都是一个福音。目前，纳米材料(物理、化学、机械、磁性等)的独特性能被有效地用于病毒检测。 用于病毒检测的纳米颗粒 一些纳米材料如量子点、碳纳米管、氧化石墨烯、二氧化硅和金属纳米颗粒被用作检测致病病毒的生物传感器。下面讨论一些用于病毒检测的纳米颗粒。 量子点(量子点) 量子点是具有独特光学和电学性质的纳米级半导体晶体。 量子点具有吸收范围广、光致发光、多重染色、荧光寿命长、抗光漂白能力强等优点。QDs是提供快速和灵敏的病毒检测的有用工具，以促进病毒性疾病的早期治疗和监测。 基于qds的快速捕获和成像系统涉及一种双染色成像技术。这项技术能够快速捕获和检测人类免疫缺陷病毒(HIV)，而且成本效益极高。 基于fet的QDs-DNA系统用于快速、简便、灵敏的乙肝病毒dna检测。 碳纳米材料 碳纳米管:基于碳纳米管的生物传感器具有高的表面积，具有很高的灵敏度和选择性。该体系有利于纳米颗粒的功能化和固定化。它被用来检测乙肝病毒和乳头瘤病毒。 二氧化硅纳米颗粒(SiNPs):许多生物分子可以与二氧化硅纳米颗粒连接，包括抗原抗体、多肽和DNA，这使得它们对生物分析研究非常重要。该系统用于乙型肝炎病毒(HBV)的检测。 金属和金属氧化物纳米颗粒 银纳米粒子(AgNPs): AgNPs的荧光特性提供了对光学生物传感器的高灵敏度。基于光学的生物传感器用于检测病毒，如艾滋病毒和乙肝病毒。 磁性纳米颗粒(MNPs): MNPs用于检测甲型流感病毒H5N1的表面糖蛋白血凝素(HA)。氨基功能性碳包被的MNPs已被用来区分HBV核酸的杂交。 铝纳米粒子(AlNPs):纳米孔的形态是吸引生物传感科学家到AINPs最突出的特征。多孔结构的优点之一是增加了表面体积比，从而增加了纳米孔内目标分子的数量。研究人员已经使用纳米多孔氧化铝检测登革病毒。 金纳米粒子(AuNPs):由于其独特的光学和电学性质，已广泛应用于病毒检测领域。 汉坦病毒(HTNV):啮齿动物传播的HTNV可引起人类肾综合征出血热和汉坦病毒心肺综合征。利用AuNP建立了一种新型的免疫pcr检测HTNV核衣壳蛋白的方法。该方法最适合检测低浓度的纯化或尖刺抗原样品。 裂谷热病毒:裂谷热病毒感染者发展为视网膜炎、脑炎和瘫痪。基于AuNPs结合表面增强拉曼散射(SERS)技术，建立了一种新的检测RVFV衣壳抗原的免疫分析方法。 严重急性呼吸综合征(SARS):冠状病毒是形状多形性的包膜RNA病毒。冠状病毒对人类的临床意义重大，通常与不同的呼吸、肠道、肝脏或神经系统疾病有关。冠状病毒，如2002年在中国发现的SARS-CoV和2012年在中东发现的MERS-CoV，是臭名昭著的病原体，能够导致广泛的肺炎和肺炎样疾病的爆发，发病率和死亡率高达35%。利用AuNPs进行SARS检测主要是通过比色法(pp1ab基因检测)和电化学法(核衣壳蛋白基因检测)进行快速、特异的分子检测。 登革病毒:目前已知登革病毒在100多个亚热带和热带国家流行，威胁多达25亿人。利用AuNPs结合石英晶体微天平(QCM)和电感耦合质谱(ICP-MS)，开发了两种用于DENV检测的新型分子分析方法。 戊型肝炎病毒(HEV):戊型肝炎病毒导致人类肝脏炎症，称为戊型肝炎，在卫生条件差的发展中国家广泛传播。基于aunp的比色法已被报道用于戊肝病毒的分子检测。 卡波西肉瘤相关疱疹病毒(KSHV): KSHV/HHV-8是一种主要的致癌病毒。在免疫缺陷患者中，它通常导致一系列肿瘤疾病，如卡波西肉瘤、原发性积液淋巴瘤和Castleman病。结合AuNPs和AgNPs，设计了一种用于KSHV单锅分子检测的比色法。 甲型流感病毒(IAV):几种流感病毒株可导致高度传染性的急性呼吸道疾病。IAV的检测重点在于开发能够直接检测整个IAV颗粒或病毒RNA的检测方法，通过许多基于aunp的荧光、SERS、光散射、比色和电化学过程。 人类乳头状瘤病毒(HPV): HPV感染皮肤最深层或生殖器表面。AuNPs被用作一种固定支架，用于携带纳米缺口交错电极的硅衬底上的DNA固定，用于HPV的电检测。 人类免疫缺陷病毒(HIV): HIV感染与艾滋病的发展有关，这种疾病破坏免疫系统，导致整个身体容易受到威胁生命的感染。AuNPs检测在早期检测艾滋病毒方面是非常有益的，它可以防止艾滋病毒的传播。 利用纳米颗粒作为标记，在小样本量中快速准确地检测感染因子，有助于以负担得起的成本进行早期检测。
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