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一种核酸扩增反应试剂的冻干微球及其制备方法

阅读:546发布:2023-12-30

专利汇可以提供一种核酸扩增反应试剂的冻干微球及其制备方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种核酸扩增反应 试剂 的冻干微球及其制备方法。冻干微球包括冻干保护剂、缓冲液、酶反应液和特异性核酸扩增反应试剂。冻干微球的制备方法包括以下步骤:核酸扩增反应体系与冻干保护剂混合均匀后,滴入液氮中冷冻成微球,然后将微球在 真空 冷冻干燥 机中冷冻干燥。冻干试剂微球 生物 活性较好,操作简单,便于常温保存和运输。冻干微球用于实时 荧光 定量PCR、普通PCR,与全自动核酸检测仪配套使用,利于现场化快速检测。,下面是一种核酸扩增反应试剂的冻干微球及其制备方法专利的具体信息内容。

1.一种核酸扩增反应试剂的冻干微球,其特征在于,包括:冻干保护剂、缓冲液、酶反应液和特异性核酸扩增反应试剂。
2.根据权利要求1所述的冻干微球,其特征在于,所述冻干保护剂包括海藻糖、甘露醇、右旋糖酐、血清白蛋白表面活性剂、消泡剂;海藻糖的浓度为2 30%;甘露醇的浓度为1~ ~
20%;右旋糖苷为Dextran 10,Dextran 40或Dextran 70,浓度为0.4 10%; 牛血清白蛋白的~
浓度为0.1 5mg/ml;表面活性剂为Tween20,Tween80或者Triton X-100,浓度为0.2 5%;消~ ~
泡剂的浓度为0.03 1.2%。
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3.根据权利要求1所述的冻干微球,其特征在于,所述缓冲液包括以下一种或者几种成分:Tris-HCl缓冲液、HEPES缓冲液、氯化、氯化镁、甘酸、硫酸铵、氯化铵硫酸镁、脱核糖核酸三磷酸
4.根据权利要求1所述的冻干微球,其特征在于,所述酶反应液包括以下一种或者几种试剂:DNA聚合酶、尿嘧啶-N-糖基化酶、RNA逆转录酶、RNA聚合酶、RNA酶抑制剂、ATP硫酸化酶、单链结合蛋白、无机焦磷酸酶、三磷酸腺苷双磷酸酶、拓扑异构酶、解旋酶、RNA酶。
5.根据权利要求1所述的冻干微球,其特征在于,所述特异性核酸扩增反应试剂包括以下一种或多种试剂:引物、模板、探针、荧光染料。
6.根据权利要求1所述的冻干微球,其特征在于,冻干微球的粒径为0.1 5mm。
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7.根据权利要求1所述的冻干微球,其特征在于,冻干微球的核酸扩增体系为1 200μL。
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8.根据权利要求1所述的冻干微球,其特征在于,所述微球用于实时荧光定量PCR、数字PCR、特异性核酸片段扩增、RNA逆转录。
9.一种核酸扩增反应试剂的冻干微球制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
1) 配制核酸扩增反应试剂混合液
2) 将混合液利用精确分液系统控制液滴,滴入液氮中,在液氮中冷却后形成微球;
3) 将冷冻微球转入真空冷冻干燥机中冷冻干燥。
10.根据权利要求9所述的冻干微球制备方法,其特征在于,步骤3)冷冻微球在-80 -50~
℃预冷冻1 24小时。
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说明书全文

一种核酸扩增反应试剂的冻干微球及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于分子生物学技术领域,具体涉及一种核酸扩增反应试剂的冻干微球及其制备方法。

背景技术

[0002] 聚合酶链式反应(Polymerase Chain Reaction, PCR)是一种体外扩增特定核酸序列的分子生物学技术。核酸扩增技术包括常规PCR、实时荧光定量PCR、等温核酸扩增技术等。常规PCR是基于DNA或者RNA的PCR技术,被广泛用于基因克隆和鉴定,疾病诊断和基因突变检测。实时荧光定量PCR是指在PCR反应体系中,加入荧光染料或者荧光标记的探针,通过荧光信号的累积实时检测PCR反应进程,利用标准曲线对未知模板进行定量分析。实时荧光定量PCR技术具有灵敏度高、特异性强、反应快速等特点,被用于临床疾病诊断、动物微生物疾病检测、食品安全等方面。
[0003] PCR反应检测结果的准确性决定于核酸扩增试剂的活性及正确使用。核酸扩增试剂包括各种酶、缓冲液,盐离子、镁离子、寡核苷酸等,进行PCR反应时需要混合所有成分。单个反应体系的多种成分是痕量,操作时会导致一定的实验误差,无法保证实验结果的重复性。在实验过程中,痕量试剂的使用比较容易出现外源性污染。
[0004] 核酸扩增试剂尤其是酶制剂受温度的影响较大,一般需要低温(-20℃)或者4℃保存,需要运输,且反复冻融会降低酶的活性。在现场化应急性快速检测应用时,常规的冷冻保存实验试剂难以满足实用需求,必须实现对温度敏感的酶试剂进行常温保存。
[0005] 冻干保护剂具有填充、赋形、稳定的作用,在冷冻和干燥过程中,保护核酸扩增试剂的结构,保持其生物活性。真空冷冻干燥技术可将试剂溶液在较低的温度下冻结成固态,在真空条件下使其中的固态升华为气态,待升华结束后再进行解吸干燥,除去部分结合水。低温条件下干燥可减少热敏性酶试剂的降解失活,冷冻干燥试剂微球(Bead)具有较好的形态和最佳的含水量,操作简便,在常温长期保存下具有生物活性,适合常温运输。核酸扩增试剂冻干微球可应用于临床床边体外诊断、突发传染病的应急处理、检验检疫现场化快速检测等。

发明内容

[0006] 本发明所要解决的技术问题是核酸扩增反应试剂的常温保存,提供一种核酸扩增反应试剂的冻干微球及其制备方法。
[0007] 为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种核酸扩增反应试剂的冻干微球,其包括:冻干保护剂、缓冲液、酶反应液和特异性核酸扩增反应试剂。
[0008] 所述的冻干保护剂包括海藻糖、甘露醇、右旋糖酐、血清白蛋白表面活性剂、消泡剂。海藻糖的浓度为2 30%;甘露醇的浓度为1 20%;右旋糖苷为Dextran 10,Dextran 40~ ~或Dextran 70,浓度为0.4 10%; 牛血清白蛋白的浓度为0.1 5mg/ml;表面活性剂为~ ~
Tween20,Tween80或者Triton X-100,浓度为0.2 5%;消泡剂的浓度为0.03 1.2%。
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[0009] 所述的缓冲液包括以下一种或者几种成分:Tris-HCl缓冲液、HEPES缓冲液、氯化、氯化镁、甘酸、硫酸铵、氯化铵硫酸镁、脱核糖核酸三磷酸
[0010] 所述的酶反应液包括以下一种或者几种试剂:DNA聚合酶、尿嘧啶-N-糖基化酶、RNA逆转录酶、RNA聚合酶、RNA酶抑制剂、ATP硫酸化酶、单链结合蛋白、无机焦磷酸酶、三磷酸腺苷双磷酸酶、拓扑异构酶、解旋酶、RNA酶。
[0011] 所述的特异性核酸扩增反应试剂包括以下一种或多种试剂:引物、模板、探针、荧光染料。
[0012] 所述冻干微球的粒径为0.1 5mm。~
[0013] 所述冻干微球的核酸扩增体系为1 200μL。~
[0014] 所述冻干微球用于实时荧光定量PCR、数字PCR、特异性核酸片段扩增、RNA逆转录。
[0015] 一种核酸扩增反应试剂的冻干微球制备方法,其包括以下步骤:1)配制核酸扩增反应试剂混合液
2)将混合液利用精确分液系统控制液滴,滴入液氮中,在液氮中冷却后形成微球;
3)将冷冻微球在-80 -50℃预冷冻1 24小时,转入真空冷冻干燥机中冷冻干燥。
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[0016] 本发明的有益效果在于:本发明的冻干保护剂既可保持试冻干后微球的形状,又可保持试剂的生物活性,冻干微球使核酸扩增反应试剂操作简单,减少实验误差,避免污染。冻干微球稳定性较好,灵敏度较高,制备方法比较简单。冻干微球可常温保存,便于运输,利于现场化快速检测应用,方便与全自动核酸检测仪配套使用。
附图说明
[0017] 图1是本发明冻干微球制备流程的示意图。
[0018] 图2是本发明实施例1中PCR反应试剂冻干微球的外观。
[0019] 图3是本发明实施例1中PCR反应试剂冻干微球稳定性检测结果(其中条带M为DNA Marker,条带1,3,4,5分别为45℃放置20天,室温放置3个月,37℃放置1个月,55℃放置7天后Beads的PCR结果,条带2为对照未冻干试剂的PCR结果)。
[0020] 图4是本发明实施例2中实时荧光定量PCR反应试剂微球的灵敏度检测扩增曲线结果(三次重复)。

具体实施方式

[0021] 结合实施例对本发明进一步说明,但并不仅限于此。如无特别说明,本发明中的试剂均为分子生物学级别,“%”均指质量百分比。
[0022] 实施例1 PCR反应试剂冻干微球的制备。
[0023] 一、PCR反应试剂混合溶液的配制1) 配制混合溶液4mL,其中10×Buffer成分为: Tris-HCl (pH8.3) 100mM,KCl 500mM , MgCl2 20mM;
2) 将配制好的混合溶液混匀置于冰上。
[0024] 二、PCR反应试剂微球的形成1) 利用IVEK Digispense 3009系统,将6μL混合溶液滴入存于杜瓦瓶的液氮中冷冻成微球;
2) 将微球用液氮预冻的小勺取出,装入-80℃预冻的西林瓶中。
[0025] 三、微球的真空冷冻干燥将西林瓶放入真空冷冻干燥机中冻干,程序如下:

[0026] 四、冻干微球的形态学检测1) 外观检测
Beads为球形,表面较光滑,分散性好,完整性很好。实验结果如图1所示;
2) 冻干微球的直径
利用游标卡尺测得冻干Beads的直径如下表1;
表1

[0027] 五、冻干微球的稳定性检测1) 在湿度小于30%,将Beads放置室温3个月、37℃1个月、45℃20天、55℃7天;
2) 以M5 HiPer pTOPO-T载体为模板,扩增2kb目的片段,引物序列为:上游引物F-2k(5'-3'):TAGCTGTTTCCTGTCCATAG,下游引物R-2k(5'-3') CTGGCCGTCGTTTTACACAA,如下配制检测溶液:
3)配制阳性对照:
4) 将混合好的检测溶液取30μL加入含有Bead的PCR管中;
5) 混合均匀后,离心,放入PCR仪,设置反应条件为98℃ 5min;30cycles(98℃ 10s,55℃ 30s,72℃ 2min10s);72℃ 10min;
6) 反应结束后,取5μl上样,1%琼脂糖凝胶电泳。实验结果如图2所示。
[0028] 图2 PCR结果显示,在室温到55℃条件下保存,冻干微球的活性受温度影响较大,随温度的升高而降低。室温条件下保存3个月,与未冻干试剂比较,冻干微球具有较好的生物活性。
[0029] 实施例2 实时荧光定量PCR反应试剂冻干微球的制备。
[0030] 一、实时荧光定量PCR反应试剂混合溶液的配制1) 设计引物序列为:上游引物Forward Primer(5'-3'):CAGACTAAACTGGCTGACGGAAT,下游引物Reverse Primer R(5'-3'): CAGTGGTGAGTAACCATGCATCAT;配制混合溶液4mL,其中10×Buffer成分为: Tris-HCl(pH8.3)100mM,KCl 500mM , MgCl2 20mM;
2) 将配制好的混合溶液置于冰上。
[0031] 二、实时荧光定量PCR反应试剂微球的形成方法如实施例1步骤二。
[0032] 三、微球的真空冷冻干燥将西林瓶放入真空冷冻干燥机中冻干,程序如实施例1步骤三。
[0033] 四、冻干微球的形态学检测1) 外观检测
Beads为球形,表面较光滑,分散性好,完整性很好;
2) 冻干微球的直径
利用游标卡尺测得冻干Beads的直径如下表2;
表2

[0034] 五、冻干微球的灵敏度检测1) 将Beads室温放置2个月;
2) 以pET-30a载体为模板,扩增100bp目的片段,Taqman  探针T(5'-3'):
TGCCTCTTCCGACCATCAAGCATTTTATC,10μM探针T 10μL,超纯水490μL配制混合溶液;
3) 将混匀的溶液29μL加入含有bead的PCR管中;
4) 分别加含pET-30a 1.8×103、1.8×104、1.8×105 、1.8×106 、1.8×107 1μL模板溶液至含bead的PCR管中,每个模板梯度设置三个重复;
5) 混合均匀后,离心,ABI 7500进行荧光定量PCR,设置反应条件95℃ 5min;40cycles(95℃ 10s,60℃ 45s);
6) 实时荧光定量PCR的Ct值如表3,扩增曲线结果如图3所示;
表3

[0035] 表3和图3结果显示,室温保存2个月后,冻干微球的荧光定量Ct值重复性较好,灵敏度也比较高。
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