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      環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)快速檢測(cè)金黃色葡萄球菌

      2014-07-18 06:56:51張濤濤王蘭龔頻陳福欣
      江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué) 2014年2期
      關(guān)鍵詞:金黃色葡萄球菌快速檢測(cè)

      張濤濤+王蘭+龔頻+陳福欣

      摘要:研究了用環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)(LAMP)快速檢測(cè)金黃色葡萄球菌的方法。首先根據(jù)金黃色葡萄球菌的耐熱核酸酶基因nuc中的保守序列設(shè)計(jì)特異性引物,建立并優(yōu)化反應(yīng)條件,然后通過對(duì)金黃色葡萄球菌及其他菌種的對(duì)比試驗(yàn),驗(yàn)證引物的特異性并確定方法的檢測(cè)限。結(jié)果表明:在用加環(huán)引物的條件下,LAMP反應(yīng)體系于60 ℃反應(yīng) 35 min 即可擴(kuò)增成功,而用未加環(huán)的引物則需45 min才能看到白色絮狀沉淀。對(duì)2株金黃色葡萄球菌、3株大腸桿菌、1株醋酸桿菌、1株沙門氏菌進(jìn)行同步檢測(cè),結(jié)果發(fā)現(xiàn)2株金黃色葡萄球菌均顯示陽性,而其他菌株均顯示陰性。研究確定了LAMP檢測(cè)純培養(yǎng)的金黃色葡萄球菌的最低檢測(cè)限為100 fg,比PCR的最低檢測(cè)限低2個(gè)數(shù)量級(jí)。由研究結(jié)果可以看出,LAMP法檢測(cè)金黃色葡萄球菌操作簡(jiǎn)便,有較高的特異性、靈敏度,為快速檢測(cè)食品中的致病菌提供了較好的技術(shù)平臺(tái)。

      關(guān)鍵詞:環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù);金黃色葡萄球菌;耐熱核酸酶基因nuc;快速檢測(cè)

      中圖分類號(hào):TS207.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A文章編號(hào):1002-1302(2014)02-0238-03

      收稿日期:2013-06-27

      項(xiàng)目基金:陜西省自然科學(xué)基金(編號(hào):2012JQ2011);陜西省教育廳自然科學(xué)基金(編號(hào):12JK0712、12JK0623);西安市未央?yún)^(qū)項(xiàng)目(編號(hào):201112、201209)。

      作者簡(jiǎn)介:張濤濤(1984—),女,山西孝義人,碩士研究生,主要從事食品安全快速檢測(cè)技術(shù)的研究。E-mail:ztt2008523220302@126.com。

      通信作者:王蘭,女,教授,主要從事藥物與功能性食品研究工作。E-mail:wanglan1963@126.com。金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)是食品中的三大致病菌之一[1],在自然界中廣泛存在。隨著抗生素的廣泛使用,出現(xiàn)了大量的耐甲氧西林金黃色葡萄球菌,這些金黃色葡萄球菌均可以產(chǎn)生導(dǎo)致人們食物中毒的SEs、TSST等毒力因子[2]。據(jù)美國疾病控制中心顯示,美國在近年來由于金黃色葡萄球菌而導(dǎo)致的食品中毒事件占33%,居世界第二位[3],而我國由金黃色葡萄球菌引起的食品中毒事件更是屢見不鮮。

      目前我國對(duì)于金黃色葡萄球菌包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌的檢測(cè)方法以微生物培養(yǎng)法為主,但其檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、靈敏度相對(duì)不高;而傳統(tǒng)的核酸擴(kuò)增技術(shù),如PCR、實(shí)時(shí)PCR及鏈置換擴(kuò)增法等,雖然檢測(cè)時(shí)間相對(duì)較短,但在實(shí)際操作中仍然存在儀器昂貴、誤差大等諸多缺陷[4],從而限制了這些傳統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)在基層的廣泛推廣。因此,目前亟需建立一種高效、快速且特異性強(qiáng)、靈敏度高的檢測(cè)方法。

      環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增方法(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一種由日本科學(xué)家Notomi開發(fā)的新型核酸擴(kuò)增技術(shù),其原理是在Bst酶作用下進(jìn)行的一種自動(dòng)式鏈置換合成DNA的反應(yīng)[5]。LAMP法在65 ℃左右的恒溫條件下反應(yīng)約50 min即可明顯觀察到白色絮狀沉淀,相比PCR技術(shù),無需DNA變性,不需要長(zhǎng)時(shí)間的熱循環(huán)及電泳檢測(cè),是一種高效、特異性強(qiáng)、靈敏度高的分子檢測(cè)技術(shù)。張琳等將LAMP結(jié)合熒光技術(shù)應(yīng)用于IBV病毒檢測(cè)[6],李永剛等對(duì)金黃色葡萄球菌的產(chǎn)腸毒素基因fem進(jìn)行了檢測(cè)[7],唐夢(mèng)君等以金黃色葡萄球菌的耐熱核酸酶nuc基因作為靶基因設(shè)計(jì)了2對(duì)引物,即外引物、內(nèi)引物[8]。本研究以金黃色葡萄球菌的nuc基因?yàn)榘谢蛟O(shè)計(jì)了3對(duì)特異性引物,即外引物、內(nèi)引物、環(huán)引物,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行LAMP反應(yīng)條件的優(yōu)化,并進(jìn)行引物的特異性鑒定及檢測(cè)限的確定。

      1材料與方法

      1.1主要儀器與試劑

      主要儀器有PCR擴(kuò)增儀(MJ Research),凝膠成像系統(tǒng),冷凍高速離心機(jī),DDC-10C型電泳儀(北京君意東方電泳設(shè)備有限公司),水浴鍋等。

      主要生化試劑有Bst聚合酶,Taq聚合酶,dNTPs,DNA marker等,均購自寶生物工程(大連)有限公司;無水乙醇購自天津天力化學(xué)試劑有限公司;培養(yǎng)基牛肉膏、酵母膏、蛋白胨等均購自北京奧博星生物技術(shù)有限公司。

      1.2試驗(yàn)菌種

      金黃色葡萄球菌(ATCC14458)、釀膿鏈球菌(ATCC19615)、沙門氏菌(ATCC14028)由中國普通微生物菌種保藏中心提供;金黃色葡萄球菌(ATCC25923)、大腸桿菌(ATCC35218)由中國藥品生物制品檢定所提供;大腸桿菌(CMCC44752)由中國醫(yī)學(xué)細(xì)菌保藏管理中心提供;大腸桿菌(O157:H7)為實(shí)驗(yàn)室保藏。

      1.3引物的設(shè)計(jì)與合成

      根據(jù)GenBank中公布的金黃色葡萄球菌nuc基因的保守序列,采用引物設(shè)計(jì)軟件Primer Explore 3.0進(jìn)行引物設(shè)計(jì),篩選得到一套引物,包括外引物、內(nèi)引物、環(huán)引物,詳見表1。設(shè)計(jì)完成后委托生工生物工程(上海)股份有限公司合成。

      1.4DNA的提取

      1.5LAMP擴(kuò)增及條件的優(yōu)化

      1.6LAMP特異性試驗(yàn)

      本試驗(yàn)選取金黃色葡萄球菌(ATCC14458)、金黃色葡萄球菌(ATCC25923)、大腸桿菌(ATCC35218)、大腸桿菌(CMCC44752)、大腸桿菌(O157:H7)、釀膿鏈球菌(ATCC19615)、沙門氏菌(ATCC14028)作為L(zhǎng)AMP研究對(duì)象,用以評(píng)價(jià)金黃色葡萄球菌nuc基因引物的特異性。

      1.7LAMP靈敏度試驗(yàn)

      將本試驗(yàn)提取的金黃色葡萄球菌(ATCC14458)DNA用生理鹽水稀釋10倍及以上,并用蒸餾水作為陰性對(duì)照,觀察LAMP檢測(cè)金黃色葡萄球菌的最低檢測(cè)限。

      2結(jié)果與分析endprint

      2.1LAMP檢測(cè)結(jié)果

      本研究以金黃色葡萄球菌的nuc基因來設(shè)計(jì)特異性引物并進(jìn)行LAMP 擴(kuò)增檢測(cè),其擴(kuò)增結(jié)果見圖1,可以看出金黃色葡萄球菌的nuc基因用LAMP擴(kuò)增后出現(xiàn)典型的梯狀條帶,而以蒸餾水代替DNA的陰性對(duì)照未出現(xiàn)梯狀條帶。另外發(fā)現(xiàn),在擴(kuò)增完成并且離心后,EP管底部出現(xiàn)白色沉淀,而陰性對(duì)照組未出現(xiàn)白色沉淀。

      2.2LAMP檢測(cè)條件優(yōu)化結(jié)果

      2.2.1LAMP反應(yīng)溫度應(yīng)用建立的LAMP方法,在其他條件不變的情況下對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)一步優(yōu)化。如圖2所示,泳道

      5、7出現(xiàn)明顯的梯狀條帶,而其余溫度的沒有擴(kuò)增成功,說明該反應(yīng)的最適反應(yīng)溫度為60 ℃。

      2.2.2LAMP反應(yīng)時(shí)間從圖3可以看出:在其他條件不變的情況下,不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)擴(kuò)增有影響,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為35 min時(shí)即開始擴(kuò)增,且在45 min時(shí)出現(xiàn)了明顯的梯狀條帶。

      2.2.3LAMP引物圖4表明:加入環(huán)引物與否并不影響LAMP 的成功擴(kuò)增,但是加入環(huán)引物的LAMP擴(kuò)增速率明顯比未加環(huán)引物的擴(kuò)增速率高(表1),加環(huán)引物的擴(kuò)增只需 35 min,而未加環(huán)引物的需要45 min才可見到絮狀沉淀,說明加環(huán)引物能加快LAMP的反應(yīng)速率。

      2.3LAMP檢測(cè)特異性試驗(yàn)結(jié)果

      應(yīng)用上述試驗(yàn)建立并優(yōu)化的LAMP反應(yīng)條件,針對(duì)2株金黃色葡萄球菌、3株大腸桿菌、1株醋酸桿菌及1株沙門氏菌進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示:只有金黃色葡萄球菌顯示陽性,而其余菌均顯示陰性。說明本試驗(yàn)中根據(jù)金黃色葡萄球菌的nuc基因設(shè)計(jì)的引物具有較高的特異性。

      2.4LAMP檢測(cè)限試驗(yàn)結(jié)果

      針對(duì)提取的DNA模板進(jìn)行梯度稀釋,即分別稀釋為10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7的濃度。結(jié)果表明:陰性對(duì)照沒有梯狀條帶出現(xiàn),且LAMP檢測(cè)的最低限度為 100 fg,較PCR有較高的檢測(cè)限。

      3結(jié)論

      引物設(shè)計(jì)是LAMP法的關(guān)鍵,若引物質(zhì)量不好,容易使引物間形成小于100 bp的聚合物[9]。本研究以金黃色葡萄球菌的nuc基因作為靶基因,并據(jù)該基因的6個(gè)位點(diǎn)設(shè)計(jì)引物,增加了擴(kuò)增的特異性。針對(duì)所檢測(cè)的菌種,僅有金黃色葡萄球菌顯示陽性,而其余菌種均顯示陰性,說明本研究設(shè)計(jì)的引物有較好的特異性。

      BstDNA聚合酶大片段是分離于嗜熱脂肪芽孢桿菌的DNA聚合酶的一部分,具有5′-3′核酸外切酶的活性[10],不僅需要在高濃度的Mg2+環(huán)境下反應(yīng),而且溫度不宜超過 70 ℃,以免使其失去活性。在本試驗(yàn)中,60 ℃時(shí)擴(kuò)增效果最好,可能由于溫度低于60 ℃時(shí),酶的活性沒有被激活,而溫度到70 ℃時(shí),酶的活性已經(jīng)失去,因此未能擴(kuò)增成功。

      對(duì)于反應(yīng)中加入環(huán)引物與未加環(huán)引物的研究,由本試驗(yàn)可知:加入環(huán)引物僅需30min即可看到白色絮狀沉淀,而未加入環(huán)引物要45 min才可以看到沉淀。這與梁磊研究的加環(huán)引物的比未加環(huán)引物的提前1/3看到白色沉淀是一致的[11],而且同Nagamine 等研究的加入環(huán)引物可以使反應(yīng)時(shí)間縮短30%~50%的結(jié)果[12]一致。

      LAMP是一種經(jīng)濟(jì)、快速、準(zhǔn)確、靈敏的分子檢測(cè)技術(shù),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,但是在國內(nèi)較少應(yīng)用于食品質(zhì)量檢測(cè)方面,可能由于篩選合適的引物比較困難。隨著研究的不斷深入,相信LAMP技術(shù)會(huì)很快普及到食品安全檢測(cè)領(lǐng)域。

      參考文獻(xiàn):

      [1]高濤. 食品中金黃色葡萄球菌腸毒素及檢測(cè)方法的研究進(jìn)展[J]. 福建分析測(cè)試,2003,12(2):39-42.

      [2]Udo E E,Al-Mufti S,Albert M J. The prevalence of antimicrobial resistance and carriage of virulence genes in Staphylococcus aureus isolated from food handlers in Kuwait City restaurants[J]. BMC Research Notes,2009(2):108.

      [3]Yang H,Ma X Y,Zhang X Z,et al. Development and evaluation of a loop-mediated isothermal amplification assay for the rapid detection of Staphylococcus aureus in food[J]. European Food Research and Technology,2011,232(5):769-776.

      [4]曾冰冰,肖凱軍,石磊,等. LAMP方法在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代食品與藥品雜志,2007,17(1):22-25.

      [5]Notomi T,Okayama H,Masubuchi H,et al. Loop-mediated isothermal amplification of DNA[J]. Nucleic Acids Research,2000,28(12):e63.

      [6]張琳,馬利,丁雅苓,等. 基于熒光顯色的IBV LAMP檢測(cè)方法研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,40(10):38-44.

      [7]李永剛,王德國,武建剛,等. 環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增法(LAMP)檢測(cè)金黃色葡萄球菌[J]. 食品工業(yè)科技,2010(1):388-391.

      [8]唐夢(mèng)君,周生,葛慶聯(lián),等. 應(yīng)用LAMP快速檢測(cè)金黃色葡萄球菌的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技,2011,27(6):719-722.

      [9]歐新華,張如勝,宋克云,等. 逆轉(zhuǎn)錄-環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增方法檢測(cè)甲型H1N1流感病毒[J]. 中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2010,33(5):443-445.

      [10]Rittié L,Perbal B. Enzymes used in molecular biology:a useful guide[J]. Journal of Cell Communications and Signaling,2008,2(1/2):25-45.

      [11]梁磊. 應(yīng)用環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)檢測(cè)牛肉中大腸桿菌O157的研究[D]. 保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

      [12]Nagamine K,Hase T,Notomi T. Accelerated reaction by loop-mediated isothermal amplification using loop primers[J]. Molecular and Cellular Probes,2002,16(3):223-229.endprint

      2.1LAMP檢測(cè)結(jié)果

      本研究以金黃色葡萄球菌的nuc基因來設(shè)計(jì)特異性引物并進(jìn)行LAMP 擴(kuò)增檢測(cè),其擴(kuò)增結(jié)果見圖1,可以看出金黃色葡萄球菌的nuc基因用LAMP擴(kuò)增后出現(xiàn)典型的梯狀條帶,而以蒸餾水代替DNA的陰性對(duì)照未出現(xiàn)梯狀條帶。另外發(fā)現(xiàn),在擴(kuò)增完成并且離心后,EP管底部出現(xiàn)白色沉淀,而陰性對(duì)照組未出現(xiàn)白色沉淀。

      2.2LAMP檢測(cè)條件優(yōu)化結(jié)果

      2.2.1LAMP反應(yīng)溫度應(yīng)用建立的LAMP方法,在其他條件不變的情況下對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)一步優(yōu)化。如圖2所示,泳道

      5、7出現(xiàn)明顯的梯狀條帶,而其余溫度的沒有擴(kuò)增成功,說明該反應(yīng)的最適反應(yīng)溫度為60 ℃。

      2.2.2LAMP反應(yīng)時(shí)間從圖3可以看出:在其他條件不變的情況下,不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)擴(kuò)增有影響,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為35 min時(shí)即開始擴(kuò)增,且在45 min時(shí)出現(xiàn)了明顯的梯狀條帶。

      2.2.3LAMP引物圖4表明:加入環(huán)引物與否并不影響LAMP 的成功擴(kuò)增,但是加入環(huán)引物的LAMP擴(kuò)增速率明顯比未加環(huán)引物的擴(kuò)增速率高(表1),加環(huán)引物的擴(kuò)增只需 35 min,而未加環(huán)引物的需要45 min才可見到絮狀沉淀,說明加環(huán)引物能加快LAMP的反應(yīng)速率。

      2.3LAMP檢測(cè)特異性試驗(yàn)結(jié)果

      應(yīng)用上述試驗(yàn)建立并優(yōu)化的LAMP反應(yīng)條件,針對(duì)2株金黃色葡萄球菌、3株大腸桿菌、1株醋酸桿菌及1株沙門氏菌進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示:只有金黃色葡萄球菌顯示陽性,而其余菌均顯示陰性。說明本試驗(yàn)中根據(jù)金黃色葡萄球菌的nuc基因設(shè)計(jì)的引物具有較高的特異性。

      2.4LAMP檢測(cè)限試驗(yàn)結(jié)果

      針對(duì)提取的DNA模板進(jìn)行梯度稀釋,即分別稀釋為10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7的濃度。結(jié)果表明:陰性對(duì)照沒有梯狀條帶出現(xiàn),且LAMP檢測(cè)的最低限度為 100 fg,較PCR有較高的檢測(cè)限。

      3結(jié)論

      引物設(shè)計(jì)是LAMP法的關(guān)鍵,若引物質(zhì)量不好,容易使引物間形成小于100 bp的聚合物[9]。本研究以金黃色葡萄球菌的nuc基因作為靶基因,并據(jù)該基因的6個(gè)位點(diǎn)設(shè)計(jì)引物,增加了擴(kuò)增的特異性。針對(duì)所檢測(cè)的菌種,僅有金黃色葡萄球菌顯示陽性,而其余菌種均顯示陰性,說明本研究設(shè)計(jì)的引物有較好的特異性。

      BstDNA聚合酶大片段是分離于嗜熱脂肪芽孢桿菌的DNA聚合酶的一部分,具有5′-3′核酸外切酶的活性[10],不僅需要在高濃度的Mg2+環(huán)境下反應(yīng),而且溫度不宜超過 70 ℃,以免使其失去活性。在本試驗(yàn)中,60 ℃時(shí)擴(kuò)增效果最好,可能由于溫度低于60 ℃時(shí),酶的活性沒有被激活,而溫度到70 ℃時(shí),酶的活性已經(jīng)失去,因此未能擴(kuò)增成功。

      對(duì)于反應(yīng)中加入環(huán)引物與未加環(huán)引物的研究,由本試驗(yàn)可知:加入環(huán)引物僅需30min即可看到白色絮狀沉淀,而未加入環(huán)引物要45 min才可以看到沉淀。這與梁磊研究的加環(huán)引物的比未加環(huán)引物的提前1/3看到白色沉淀是一致的[11],而且同Nagamine 等研究的加入環(huán)引物可以使反應(yīng)時(shí)間縮短30%~50%的結(jié)果[12]一致。

      LAMP是一種經(jīng)濟(jì)、快速、準(zhǔn)確、靈敏的分子檢測(cè)技術(shù),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,但是在國內(nèi)較少應(yīng)用于食品質(zhì)量檢測(cè)方面,可能由于篩選合適的引物比較困難。隨著研究的不斷深入,相信LAMP技術(shù)會(huì)很快普及到食品安全檢測(cè)領(lǐng)域。

      參考文獻(xiàn):

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      [2]Udo E E,Al-Mufti S,Albert M J. The prevalence of antimicrobial resistance and carriage of virulence genes in Staphylococcus aureus isolated from food handlers in Kuwait City restaurants[J]. BMC Research Notes,2009(2):108.

      [3]Yang H,Ma X Y,Zhang X Z,et al. Development and evaluation of a loop-mediated isothermal amplification assay for the rapid detection of Staphylococcus aureus in food[J]. European Food Research and Technology,2011,232(5):769-776.

      [4]曾冰冰,肖凱軍,石磊,等. LAMP方法在食品微生物檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 現(xiàn)代食品與藥品雜志,2007,17(1):22-25.

      [5]Notomi T,Okayama H,Masubuchi H,et al. Loop-mediated isothermal amplification of DNA[J]. Nucleic Acids Research,2000,28(12):e63.

      [6]張琳,馬利,丁雅苓,等. 基于熒光顯色的IBV LAMP檢測(cè)方法研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版,2012,40(10):38-44.

      [7]李永剛,王德國,武建剛,等. 環(huán)介導(dǎo)恒溫?cái)U(kuò)增法(LAMP)檢測(cè)金黃色葡萄球菌[J]. 食品工業(yè)科技,2010(1):388-391.

      [8]唐夢(mèng)君,周生,葛慶聯(lián),等. 應(yīng)用LAMP快速檢測(cè)金黃色葡萄球菌的研究[J]. 現(xiàn)代食品科技,2011,27(6):719-722.

      [9]歐新華,張如勝,宋克云,等. 逆轉(zhuǎn)錄-環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增方法檢測(cè)甲型H1N1流感病毒[J]. 中華檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)雜志,2010,33(5):443-445.

      [10]Rittié L,Perbal B. Enzymes used in molecular biology:a useful guide[J]. Journal of Cell Communications and Signaling,2008,2(1/2):25-45.

      [11]梁磊. 應(yīng)用環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)檢測(cè)牛肉中大腸桿菌O157的研究[D]. 保定:河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2011.

      [12]Nagamine K,Hase T,Notomi T. Accelerated reaction by loop-mediated isothermal amplification using loop primers[J]. Molecular and Cellular Probes,2002,16(3):223-229.endprint

      2.1LAMP檢測(cè)結(jié)果

      本研究以金黃色葡萄球菌的nuc基因來設(shè)計(jì)特異性引物并進(jìn)行LAMP 擴(kuò)增檢測(cè),其擴(kuò)增結(jié)果見圖1,可以看出金黃色葡萄球菌的nuc基因用LAMP擴(kuò)增后出現(xiàn)典型的梯狀條帶,而以蒸餾水代替DNA的陰性對(duì)照未出現(xiàn)梯狀條帶。另外發(fā)現(xiàn),在擴(kuò)增完成并且離心后,EP管底部出現(xiàn)白色沉淀,而陰性對(duì)照組未出現(xiàn)白色沉淀。

      2.2LAMP檢測(cè)條件優(yōu)化結(jié)果

      2.2.1LAMP反應(yīng)溫度應(yīng)用建立的LAMP方法,在其他條件不變的情況下對(duì)反應(yīng)溫度進(jìn)一步優(yōu)化。如圖2所示,泳道

      5、7出現(xiàn)明顯的梯狀條帶,而其余溫度的沒有擴(kuò)增成功,說明該反應(yīng)的最適反應(yīng)溫度為60 ℃。

      2.2.2LAMP反應(yīng)時(shí)間從圖3可以看出:在其他條件不變的情況下,不同反應(yīng)時(shí)間對(duì)擴(kuò)增有影響,當(dāng)反應(yīng)時(shí)間為35 min時(shí)即開始擴(kuò)增,且在45 min時(shí)出現(xiàn)了明顯的梯狀條帶。

      2.2.3LAMP引物圖4表明:加入環(huán)引物與否并不影響LAMP 的成功擴(kuò)增,但是加入環(huán)引物的LAMP擴(kuò)增速率明顯比未加環(huán)引物的擴(kuò)增速率高(表1),加環(huán)引物的擴(kuò)增只需 35 min,而未加環(huán)引物的需要45 min才可見到絮狀沉淀,說明加環(huán)引物能加快LAMP的反應(yīng)速率。

      2.3LAMP檢測(cè)特異性試驗(yàn)結(jié)果

      應(yīng)用上述試驗(yàn)建立并優(yōu)化的LAMP反應(yīng)條件,針對(duì)2株金黃色葡萄球菌、3株大腸桿菌、1株醋酸桿菌及1株沙門氏菌進(jìn)行檢測(cè),結(jié)果顯示:只有金黃色葡萄球菌顯示陽性,而其余菌均顯示陰性。說明本試驗(yàn)中根據(jù)金黃色葡萄球菌的nuc基因設(shè)計(jì)的引物具有較高的特異性。

      2.4LAMP檢測(cè)限試驗(yàn)結(jié)果

      針對(duì)提取的DNA模板進(jìn)行梯度稀釋,即分別稀釋為10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7的濃度。結(jié)果表明:陰性對(duì)照沒有梯狀條帶出現(xiàn),且LAMP檢測(cè)的最低限度為 100 fg,較PCR有較高的檢測(cè)限。

      3結(jié)論

      引物設(shè)計(jì)是LAMP法的關(guān)鍵,若引物質(zhì)量不好,容易使引物間形成小于100 bp的聚合物[9]。本研究以金黃色葡萄球菌的nuc基因作為靶基因,并據(jù)該基因的6個(gè)位點(diǎn)設(shè)計(jì)引物,增加了擴(kuò)增的特異性。針對(duì)所檢測(cè)的菌種,僅有金黃色葡萄球菌顯示陽性,而其余菌種均顯示陰性,說明本研究設(shè)計(jì)的引物有較好的特異性。

      BstDNA聚合酶大片段是分離于嗜熱脂肪芽孢桿菌的DNA聚合酶的一部分,具有5′-3′核酸外切酶的活性[10],不僅需要在高濃度的Mg2+環(huán)境下反應(yīng),而且溫度不宜超過 70 ℃,以免使其失去活性。在本試驗(yàn)中,60 ℃時(shí)擴(kuò)增效果最好,可能由于溫度低于60 ℃時(shí),酶的活性沒有被激活,而溫度到70 ℃時(shí),酶的活性已經(jīng)失去,因此未能擴(kuò)增成功。

      對(duì)于反應(yīng)中加入環(huán)引物與未加環(huán)引物的研究,由本試驗(yàn)可知:加入環(huán)引物僅需30min即可看到白色絮狀沉淀,而未加入環(huán)引物要45 min才可以看到沉淀。這與梁磊研究的加環(huán)引物的比未加環(huán)引物的提前1/3看到白色沉淀是一致的[11],而且同Nagamine 等研究的加入環(huán)引物可以使反應(yīng)時(shí)間縮短30%~50%的結(jié)果[12]一致。

      LAMP是一種經(jīng)濟(jì)、快速、準(zhǔn)確、靈敏的分子檢測(cè)技術(shù),已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域,但是在國內(nèi)較少應(yīng)用于食品質(zhì)量檢測(cè)方面,可能由于篩選合適的引物比較困難。隨著研究的不斷深入,相信LAMP技術(shù)會(huì)很快普及到食品安全檢測(cè)領(lǐng)域。

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