方法
出处:按学科分类—医药、卫生 中国科学技术出版社《临床厌氧菌检验手册》第112页(2391字)
1.模板与扩增
(1)模板从厌氧菌的标准株制备纯化的DNA,用DNAse(DNA酶)切下特异性片段(一般以104拷贝的待扩增片段)做起始材料(10ng量即可)又称为“模板”,模板中不能混有任何蛋白酶、核酸酶、TaqDNA聚合酶的抑制物,以及结合DNA的蛋白。
(2)引物,进行PCR扩增技术,引物是PCR结合的关键。引物的长度以15~30个碱基为宜,(G+C)含量约50%,尽量避免数个嘌呤或嘧啶的连续排列,避免引物内部形成二级结构;必要时,尤其在引物末端,避免形成引物二聚体。人工合成的寡聚核苷酸引物最好经过PAGE或离子交换HPLC进行纯化。引物浓度宜偏低,避免非特异性产物产生。
(3)Mg2+浓度,其对反应产物的特异性及产量有显着影响,浓度过高,使反应特异性降低;浓度过低,使产物产量减少。在各种单核苷酸浓度为200mmol/L时,Mg2+为1.5mmol/L为宜,样品中含EDTA或其他螯合物,或高浓度DNA时,必须相应调节Mg2+的浓度。
(4)dNTP浓度常用50~200mmol/L的dNTP,不能低于10~15mmol/L,四种脱氧三磷单核苷酸的浓度应相同,否则易于诱发聚合酶的错误掺入,或降低合成速度,或过早中止延伸反应。
(5)TaqDNA聚合酶的用量,在100μl反应液中,一般加入2.5u的酶量,足以达到每分钟延伸1000~4000个核苷酸的掺入速度。酶过量易导致产生非特异性产物。
(6)循环参数PCR程序是把起始材料加热到90~95℃,保持短时间使双链DNA(dsDNA)解链,然后冷却至37~55℃,使引物同模板上与其互补的序列退火,并升温至70~75℃,在TaqDNA聚合酶的作用下掺入单核苷酸,使引物沿模板延伸。引物与模板退火温度由引物的长度和GC含量决定,一般先用37℃的反应条件。若电泳检测时发现有非所需产物,需增加退火温度,退火时间1~2分钟即可。引物延伸在70~75℃,保温时间根据扩增片段长短来调节,正常情况下,每分钟可延伸1kp的长度;如果扩增片段150kb左右,则免去此步。总之,将待扩增的厌氧DNA于90~95℃下解链成单链模板。人工合成的两个寡聚核苷酸引物,在37~55℃中分别与目的片段两侧的两条链互补结合,加入2.5uTaqDNA聚合酶并调节Mg2+浓度,DNA聚合酶在72℃将单核苷酸从引物3’端开始渗入,沿模板5’→3’方向延伸,合成DNA新股,每周期产生DNA均能成为下一次循环的模板,常规PCR一般为25~40个周期即可(如一周期94℃,1分钟;50℃,2分钟;72℃,3分钟)。取20ml反应液在1.5%低溶点琼脂糖凝胶中电泳分离,将含所需片段(如<400bp)的胶片切下,加入4倍于胶体积的灭菌去离子水,65℃加热10分钟,使凝胶溶解,又可行第二次PCR扩增。然后将扩大增液纯化、浓缩。最后取适量溶解液直接行序列分析,或用特异探针行斑点杂交等检测。
2.探针制备 探针制备[切迹取代法( niek translation)],先以微量DNAse将DNA形成切迹(缺口),DNA多聚酶将4个脱氧核苷(dATP、dCTP、dGTP、 dTTP)其中一个以上是高比活度的同位素标记(a-32P、dNTP或[3H]dHTb)来修复切迹,使同位素掺入DNA,经Sephadex过柱,收集标记DNA组份,即为探针。
3.生物学标记的探针 以生物素(biotin)取代同位素标记探针,即以Bio-dUTP按切迹取代法掺入DNA,制备成生物素探针,杂交后检查生物素探针的两种方法:一是待检标本DNA-生物素探针-羊抗生物素Ig-荧光素标记的兔抗羊的抗体,显示荧光素的标本为杂交(+)。生物素探针有效使用期长,4℃可保存1年,显色反应快速,只需几分钟至数小时,但目前敏感性不及32P探针(至少差10倍以上)。
总之,探针的特异性取决于DNA的纯度和序列的特异性。如人巨细胞(HCMV)的核酸有几个区段和人细胞核酸的序列一致,如用HCMV全系列制作探针,便可与人细胞核酸发生杂交反应。所以应选择与宿主细胞核酸无交叉,与其他厌氧菌DNA的核酸序列也无交叉的片段来制备探针,提高探针的特异性。
4.杂交方法(此处只作简述)
(1)班点杂交法:将待检标本(血清病原或其提取物或细菌菌落)点在变性探针杂交、洗膜、自显影。详情在上一节液相变性速率法已做介绍,据杂交率以判断厌氧菌的属和种。
(2)电泳带转移杂交:将组织标本中的DNA(含宿主及病原体的)提取,经凝胶电泳,将电泳带原转移到硝酸纤维滤膜上,变性、固定,同上予杂交,杂交后自显影(上一节固相杂交法中已详细介绍)。根据同源性的百分率,以确定检厌氧菌的属、群或种。
(3)原位杂交:组织切片或细胞涂片、染色体标本,固定在玻片上变性杂交,浸显影剂(核4乳胶)自显影,再用普通染色显示组织细胞,镜下可见杂交显影是在组织细胞或染色体上的位置,判断病原体是在细胞外或胞浆或核内,以判断厌氧菌感染部位和致病厌氧菌的种属。