一种基于镧系纳米粒子的新型冠状病毒多组分核酸检测方法

文档序号:33270450发布日期:2023-02-24 17:44阅读:31来源:国知局
1.本发明属分析化学的检测领域,具体涉及基于生物分子特异性识别的稳定同位素(metalstableisotope)传感领域,特别设计一种基于镧系纳米粒子(nalnf4nps,ln=tb3+/ho3+/eu3+)标记的核酸杂交夹心结构,nalnf4nps作元素标签,通过电感耦合等离子体质谱仪分别对三种新型冠状病毒特征基因:orf1ab,rdrp,e基因实现同时检测的方法。
背景技术
::2.早期诊断、早期隔离和早期治疗是控制新冠肺炎(covid-19)大流行的有效解决方案。作为诊断标准之一,计算机断层扫描(ct)图像只能提供76.4%2的诊断准确率。基于抗体的血清学检测不适合早期诊断,因为它们要在感染后三周才会产生。目前使用的两种核酸致病诊断是核酸测序和核酸荧光定量聚合酶链反应(qpcr)。核酸测序相对耗时且昂贵。作为目前的金标准,qpcr陷入了“假阴性”的困境。3.为克服这一制约,本发明结合电感耦合等离子体质谱仪(inductivecoupledplasmamassspectrometry,icpms)检出限低(大部分元素都可以达到pgml-1级别)、基体效应小、线性范围广(高达九个数量级)、稳定性优异的优点,将三明治核酸杂交体系经镧系纳米粒子标签标记与消解后进行稳定同位素检测,镧系纳米粒子是理想的多重标记,因为镧系元素数量众多且性质相似,每个纳米粒子内部有多个原子,因此无需复杂的核酸扩增程序即可获得高灵敏度。在保持优秀的检出限性能同时,实现了对三种新型冠状病毒特征基因:orf1ab,rdrp,e基因稳定而准确的同时检测,为新型冠状病毒的筛查检测与假阴性现象提出了一种更稳定可靠的分析方法与解决方案。技术实现要素:4.本发明提供一种基于镧系纳米粒子(lnnps)的新型冠状病毒(sars-cov-2)多组分核酸检测方法,以及其在多组分核酸位点测定方面的应用,以解决现有方法在实际检测中会出现的假阴性现象。为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种基于镧系纳米粒子(lnnps)的新型冠状病毒(sars-cov-2)多组分核酸检测方法,其特征是按照以下操作步骤进行:a.制备羧基功能化的镧系纳米粒子:a1为了合成nalnf4(ln=tb,ho,eu)纳米粒子,首先将1mmolnaf溶解在16ml(tb,eu)/8ml(ho)h2o中;同时,将1mmollncl3·6h2o溶解在24ml(tb,eu)/32ml(ho)乙二醇中,在反应釜中形成镧系元素储备溶液;a2向该均质储备溶液中加入1.8g聚丙烯酸paa(mw=2000)并搅拌溶解;然后滴加naf溶液,透明溶液变白而混浊;继续反应60分钟后,将液体转移到100ml的高压釜中,填充度约为40%,将反应釜放入烘箱中,200℃反应4小时;a3反应结束后,取出反应釜,自然冷却至室温;然后将溶液转移到离心管中,弃掉上层液体,将沉淀用乙醇和水各洗3次,沉淀重新溶解于10ml水中均匀分散,便于后续实验+orf1ab和(8)orf1ab+rdrp+e。(b)该方法对orf1ab、rdrp和e的同源序列的特异性。ꢀ“sm”是单碱基错配,“tm”是三碱基错配。11.图3为(a)orf1ab/rdrp/e的同时检测以及159tb/165ho/153eu的信号强度与orf1ab/rdrp/e浓度的关系。带有插入图的线性范围显示了基于icp-ms的(a)orf1ab、(b)rdrp和(c)e的标准曲线。具体实施方式12.以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解,这些实施例是用于本发明而不限于限制本发明的范围。下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。下属实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。下述实施例中所用到的水均为超纯水,经milli-q超纯水净化系统处理而成。下述实例中所有样品在使用前均未进行纯化。实验中所用到的序列如下:表1本发明应用的dna与rna序列实施例1、探究本发明分析方法对多组分核酸检测的分析性能实验中,在优化了一系列反应条件后,我们探索了本分析方法的分析性能。在同时检测策略中,我们建立了各种rna片段(orf1ab、rdrp、e)的浓度(0,20,50,100,200,500,1000,2000,4000)和镧系元素的icpms信号强度(159tb/165ho/153eu)对应的标准曲线。这三个目标可以混合进行同时量化并表现出相似的增长趋势。在我们对数据进行对数处理和线性拟合后,orf1ab、rdrp和e在20-4000fmol处获得了良好的线性关系,方程为y=112372lgx-11479,y=112372lgx-11479和y=29967lgx-24277。orf1ab、rdrp和e的检测限(3σ/k,lod)分别为1.15、1.34和1.26fmol。13.表2基于icpms的orf1ab/rdrp/e分析性能实施例2、探究本发明分析方法对模拟混合样品检测的的选择性真实样本中可能存在多种非目标核酸片段。由于rna的序列同源性高,我们检测到了像三个靶点一样的一系列序列,以证明既定策略的选择性。实验组包含orf1ab/rdrp/e的单错配rna片段和三重错配rna片段。此外,还检测到随机rna、随机dna,结果与空白组相似,表现出本方法良好的选择性。14.实施例3、探究本发明分析方法对模拟混合样品检测的交叉反应当要分析的目标是多个组件时,需要保证它们之间不会相互影响。我们通过实验证明了该策略的机制并证明了其特异性。我们准备了一系列不同成分的靶基因片段溶液,不同靶标组合对应的镧系金属离子的信号强度,159tb/165ho/153eu在加入相应rnas下的信号远高于它们的空白信号;无论是单一组分还是任意两种组分的混合物,甚至三种组分一起测试,都显示出独立且稳定的结果,表明该方法具有合理的特异性。15.实施例4、探究本发明分析方法对实际样品基质的抗干扰力与加标回收率本实施例以健康人咽拭子样品的加标回收实验以评估该方法的适用性,以验证样品基质的影响。16.1.样品前处理:用rna病毒提取试剂盒对口咽拭子进行病毒核酸的破碎,提取,纯化过程。17.2.实验步骤:将编号为1#、2#和3#的三种靶rna以0、200和2000fmol的浓度同时加入到rna提取液中。分别把afp与afp-l3的稳定同位素检测结果代入线性方程中算得检测浓度结果。18.3.数据处理:将信号强度结果带入线性方程,计算出测量浓度结果,重读三次,计算与其他方法测定结果的拟合程度和标准偏差。19.4.检测结果:结果见表,不同浓度下其他基质样品的加标回收率结果在90-112%范围内。因此,本实施例为rna病毒提取样品基质的耐受性增加了有力的证据,并展现了该发明方法在实验的实际应用中的前景。20.表3病毒rna提取物中标准回收率实验的结果当前第1页12当前第1页12
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