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LAMP方法及其在病原微生物检测中的应用_吴禹熹

Abstract:As a new molecular biology technique,the loop-mediated isothermal amplification (LAMP)has the advantages of easy to operate,no need of specialized devices,low cost,short re- action time and so on.It has higher sensitivity and specificity than the common molecular biology techniques.It has been widely used in rapid and early infection by variety of pathogens including bacteria,virus and mycoplasmas.We reviewed the research progress on LAMP techniques and the diagnostic applications in the bacteria,viruses,Mycoplasma and other pathogens at home and a- broad,so as to understand the advantages and disadvantages of LAMP and application situation, and provide a reference for its widespread application in the future. Key words:loop-mediated isothermal amplification(LAMP);pathogen;detection
是4条引物,分别为上、下 游 内 部 引 物 (FIP、BIP)和 上、下 游 外 部 引 物 (F3、B3)。FIP:上 游 内 部 引 物 由
F2区和 F1C 区域组 成,F2 区 与 靶 基 因 3′端 的 F2C 区域互补,F1C 区与靶基因5′端的 F1C 区域序列 相 同;F3引物:上游外部引物,由 F3区组成,并与靶基 因的 F3C 区 域 互 补;BIP 引 物:下 游 内 部 引 物,由 B1C 和 B2区域组成,B2区与靶基因 3′端的 B2C 区 域互补,B1C 域 与 靶 基 因 5′端 的 BLC 区 域 序 列 相 同;B3引物:下游外部引物,由 B3区域组成,和靶基 因的 B3C 区域互补(图1)[4]。外部引物限定了扩 增 的范围,同时为内部引物提供模板 。 [5]
收 稿 日 期 :2015-08-13 基 金 项 目 :西 南 民 族 大 学 2014 年 研 究 生 创 新 型 科 研 项 目 (CX2014SZ93) 作 者 简 介 :吴 禹 熹 (1990-),女 ,辽 宁 抚 顺 人 ,硕 士 ,研 究 方 向 :动 物 病 原 生 物 学 ,E-mail:1225970559@qq.com * 通 信 作 者 :杨 发 龙 (1974-),男 ,青 海 大 通 人 ,博 士 ,教 授 ,研 究 方 向 :动 物 病 原 生 物 学 ,Tel:028-85528276;E-mail:yfalong@hotmail.com
分子生 物 学 技 术,特 别 是 PCR,目 前 作 为 一 种 常用且高效的核酸 扩 增 技 术,在 传 染 病 诊 断 和 病 原 的检测中发挥 了 重 要 的 作 用。 但 PCR 扩 增 结 果 必 须通过电泳才能观 察 到,不 适 用 于 现 场 检 测 病 原 微 生物。 因 此,开 发 一 种 简 易 快 捷、特 异、灵 敏 的 核 酸 扩增检测方 法 成 为 当 务 之 急[1]。2000 年,由 Noto- mi等[2]首 先 发 布 了 环 介 导 等 温 扩 增 技 术 (loop- mediated isothermal amplification,LAMP)。LAMP 作为一 种 快 速 准 确 且 敏 感 度 高 的 诊 断 方 法 备 受 瞩目。
LAMP 在合成 DNA 的同时产生大量的焦磷酸 根离子,它们能与镁 离 子 结 合 生 成 白 色 的 焦 磷 酸 镁 沉淀,可根据反应体 系 中 是 否 形 成 白 色 沉 淀 来 定 性 判断 LAMP 反 应 是 否 发 生[10];通 过 反 应 后 在 体 系 中加入荧光染料来 判 断 结 果;也 可 以 通 过 凝 胶ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电 泳 检测来确定。
图1 LAMP 引物的设计 Fig.1 The design of LAMP primers
1.2 反 应 原 理 LAMP 反应过 程 是 先 由 外 部 引 物 扩 增 出 内 部
引 物 扩 增 所 需 要 的 模 板 ,即 起 始 反 应 物 模 板 的 合 成 ; 紧接着由内 部 引 物 引 导 合 成 靶 基 因 DNA 片 段,由 于内 部 引 物 扩 增 的 DNA 片 段 含 有 与 该 引 物 5′端 DNA 片段的反向互补序列,因而这些反向互补序列 之间通过杂交形成 茎 环 结 构,另 外 一 条 内 部 引 物 与 其互补链退火杂交 后 引 导 链 置 换 合 成 反 应,在 扩 增 DNA 片段的另外一端产生了新的茎环结构,形成哑 铃结构[6-7];之后以 之 前 形 成 的 哑 铃 结 构 为 模 板,进 行 扩 增 ,最 后 形 成 花 椰 菜 样 大 小 不 一 的 片 段 ,即 为 反 应 终 止 。 [8-9] 1.3 结 果 判 定
LAMP 是 利 用 一 种 链 置 换 DNA 聚 合 酶 (Bst DNA polymerase)和 2 对 特 殊 引 物,特 异 地 识 别 靶 序列上的6个独立区域,在等温条件下(65 ℃ 左 右) 保温几十分钟,即 可 完 成 核 酸 扩 增 反 应。 反 应 结 果 可直接靠 扩 增 副 产 物 焦 磷 酸 镁 的 沉 淀 浊 度 进 行 判 断,也 可 以 藉 由 添 加 SYBR Green Ⅰ、溴 化 乙 啶 (EB)或其他核酸 染 剂 进 行 显 色 后 观 察。 该 技 术 由 于特异性强、灵敏 性 高,仅 需 普 通 水 浴 锅 就 能 快 速、 高 效 、简 便 地 对 病 原 微 生 物 进 行 鉴 定 ,因 而 具 有 推 广 性,可 以 作 为 常 规 的 检 测 工 具 。 [3] 作 者 对 国 内 外
(西南民族大学生命科学与技术学院,成都 610041)
摘 要 :环 介 导 等 温 扩 增 技 术 (loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是 一 门 新 兴 的 分 子 生 物 学 技 术 ,该 技 术具有操作简单、不需要大型仪器设备、成本低廉、反应时间短、结果判定简单等 优 点,且 具 有 比 常 规 分 子 生 物 学 方 法更高的灵敏度和特异性。目前该技术 在 细 菌、病 毒 及 支 原 体 等 病 原 微 生 物 的 快 速 检 测 和 早 期 诊 断 中 已 广 泛 应 用。通过 对 国 内 外 LAMP 研 究 进 展 及 该 技 术 在 细 菌 、病 毒、支 原 体 等 致 病 菌 中 的 诊 断 应 用 进 行 综 述 ,以 期 介 绍 该 技 术 的 优 缺 点 和 应 用 现 状 ,从 而 为 今 后 的 广 泛 应 用 提 供 参 考 依 据 。 关 键 词 :环 介 导 等 温 扩 增 技 术 ;致 病 菌 ;检 测 中图分类号:S852.61 文献标识码:A 文章编号:1671-7236(2016)02-0389-05
中 国 畜 牧 兽 医 2016,43(2):389-393
China Animal Husbandry & Veterinary Medicine
doi:10.16431/j.cnki.1671-7236.2016.02.015
LAMP 方法及其在病原微生物检测中的应用
吴 禹 熹 ,李 璞 君 ,王 娟 ,杨 发 龙 *
1.4 优 缺 点 LAMP 的优点 在 于:① 特 异 性 好,针 对 6 个 区
域设计4对引物,如 果 有 任 何 一 条 引 物 不 匹 配 反 应 都无法进行;②灵敏度高,相对于常规 PCR 来说,可 以 检 出 更 少 的 模 板 量 ;③ 反 应 时 间 短 ,不 需 要 复 杂 的 反应程序,反应时间不超过1h,而常规 PCR 至少需 要2h;④ 操 作 简 单,省 去 了 细 菌 分 离 的 步 骤,直 接 对病变组织进行扩 增。LAMP 的 缺 点:引 物 设 计 较 复杂,而且其发展 史 较 短,只 能 用 于 快 速 检 测,在 稳 定性 和 准 确 率 等 方 面 与 常 规 PCR 相 比 还 有 一 定 的 差 距 。 [9]
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中 国 畜 牧 兽 医
43 卷
LAMP 研 究 进 展 及 该 技 术 在 细 菌、病 毒、支 原 体 等 致病菌的诊断应用 进 行 综 述,以 期 深 入 了 解 该 技 术 的优缺点和应用现 状,从 而 为 今 后 的 广 泛 应 用 提 供 参考依据。
1 LAMP 技术
1.1 引 物 设 计 根据 目 的 基 因 的 6 个 不 同 区 域 设 计 引 物,主 要
2 LAMP 在不同致病菌检测中的应用
2.1 细 菌 检 测 中 的 应 用 2.1.1 沙门氏菌的 检 测 沙 门 氏 菌 是 一 种 常 见 的 重 要 人 畜 共 患 病 原 菌 ,在 世 界 各 地 的 食 物 中 毒 中 , 沙门氏菌引起的中 毒 病 例 占 有 很 大 的 比 例,因 此 沙 门氏菌 的 检 测 方 法 一 直 都 是 人 们 关 注 的 焦 点 之 一[11]。传统方法 费 时,且 对 场 地、试 验 仪 器 有 很 高
Loop-mediated Isothermal Amplification Method and Its Application in Pathogen Detection
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