PCR革新技術-英國TwistDx Inc公司開發(fā)恒溫擴增RPA
自PCR技術誕生以來已經(jīng)有三十年了。從經(jīng)典PCR、實時定量PCR再到現(xiàn)在的數(shù)字PCR，這一技術在不斷蛻變卻從未淡出我們的視野。近年來，等溫擴增技術的興起無疑是對PCR的巨大挑戰(zhàn)。
等溫擴增技術的基因快速診斷方法,涉及生物檢測技術領域,具體是用體外生物檢測試劑快速檢測病原微生物的一種技術。
包括如下步驟:一、對被檢樣品進行預處理;二、包括目標靶基因數(shù)據(jù)庫的建立;生物信息學的分析比較;基因組多態(tài)性的分型處理和簡并堿基的運用,獲得各種靶基因的特異性引物兩對,分別與靶基因中的六個獨立區(qū)域序列特異性匹配;三、進行等溫擴增反應;四、分析判斷結果。該方法的優(yōu)點:不需特殊試劑與設備;高特異性;.靈敏度高;鑒定簡便;用途廣: 可用于食品、藥品、化妝品等領域的質量控制和環(huán)境、水質等監(jiān)測;用于醫(yī)學臨床診斷,用于代謝性疾病和遺傳疾病的基因診斷。
英國TwistDx Inc公司開發(fā)的重組酶聚合酶擴增(Recombinase Polymerase Amplification，RPA)--被稱為是可以替代PCR的核酸檢測技術，目前全球最新的等溫擴增檢測技術。以此為基礎的TwistAmp? 核酸擴增產品，能夠在15分鐘內進行常溫下的單分子核酸檢測。該技術對硬件設備的要求很低，特別適合用于體外診斷、獸醫(yī)、食品安全、生物防御、農業(yè)等領域。
常規(guī)PCR必須經(jīng)過變性、退火、延伸三個步驟，而PCR儀本質上就是一個控制溫度升降的設備。RPA反應的最適溫度在37°C - 42°C之間，無需變性，在常溫下即可進行。這無疑能大大加快PCR的速度。此外，由于不需要溫控設備，RPA可以真正實現(xiàn)便攜式的快速核酸檢測。
據(jù)介紹，RPA檢測的靈敏度很高，能夠將痕量的核酸(尤其是DNA)模板擴增到可以檢出的水平，從單個模板分子得到大約1012擴增產物。而且RPA還用不著復雜的樣品處理，適用于無法提取核酸的實地檢測。
RPA既可以擴增DNA也可以擴增RNA，還省去了額外的cDNA合成步驟。你不僅可以對擴增產物進行終點檢測，還可以對擴增過程進行實時監(jiān)控，甚至可以通過試紙條(側流層析試紙條LFD)讀取結果。
目前，TwistAmp? 試劑盒的擴增子長度在500bp以內。不過，經(jīng)過特別優(yōu)化的RPA擴增，也可以生成更長的擴增產物，或者減慢擴增速度(便于定量)，甚至在更低的溫度下進行反應。
RPA技術的基本原理
RPA技術主要依賴于三種酶：能結合單鏈核酸(寡核苷酸引物)的重組酶、單鏈DNA結合蛋白(SSB)和鏈置換DNA聚合酶。這三種酶的混合物在常溫下也有活性，最佳反應溫度在37°C左右。
重組酶與引物結合形成的蛋白-DNA復合物，能在雙鏈DNA中尋找同源序列。一旦引物定位了同源序列，就會發(fā)生鏈交換反應形成并啟動DNA合成，對模板上的目標區(qū)域進行指數(shù)式擴增。被替換的DNA鏈與SSB結合，防止進一步替換。在這個體系中，由兩個相對的引物起始一個合成事件。整個過程進行得非?？?，一般可在十分鐘之內獲得可檢出水平的擴增產物。RPA擴增的基礎體系(TwistAmp? Basic)含有DNA擴增所需的所有試劑，我們只要準備好引物和模板就行。擴增結果可以通過凝膠電泳進行終點檢測，產物純化后可用于下游研究。
在這個基礎體系中添入不同的酶和探針，就可以實現(xiàn)多樣化的RPA應用。舉例來說，TwistAmp? Basic RT添加了逆轉錄酶，可以對RNA模板進行一步法擴增。TwistAmp? exo結合了專利的exo探針技術和核酸外切酶III，能實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時讀取，就像熒光定量PCR一樣。不過反應終點的擴增子總量有所減少，適合獲得強熒光信號進行動力學分析，不適合終點檢測(比如跑膠)。將exo探針技術、核酸外切酶III和逆轉錄酶結合起來的 TwistAmp? exo RT，可以一步實現(xiàn)RNA模板的實時擴增。
TwistAmp? fpg是一個添加了核酶fpg的實時報告體系。fpg探針技術的熒光累積比較慢，但終點的擴增子產量不會減少，因此也能支持終點分析。TwistAmp? nfo加入了核酶nfo，可以用“三明治法”進行終點檢測，比如測流層析試紙條LFD。
除此之外，RPA擴增還可以很簡單的實現(xiàn)多重化。只需要增加引物/探針就可以一次性檢測多個擴增產物。
RPA分析的關鍵在于擴增引物和探針的設計。PCR引物多半是不適用的，因為RPA引物比一般PCR引物長，通常需要達到30-38個堿基。引物過短會降低重組率，影響擴增速度和檢測靈敏度。
在設計RPA引物時，變性溫度不再是影響擴增引物的關鍵因素。RPA的引物和探針設計不像傳統(tǒng)PCR那樣成熟，用戶需要自己摸條件進行優(yōu)化。雖然還沒有設計軟件可以使用，不過TwistDx Inc公司在自己的網(wǎng)站上提供了相應的篩選指南。
需要注意的是，目前的TwistAmp? 擴增試劑盒都沒提供RNase抑制劑。另外，受目前的生產方法所限，RPA反應不適合用于E. coli標準實驗室菌株的擴增。
RPA 便攜、等溫，可替代 PCR ，非常適合用于分子檢測試劑、動物、食品安全、生物防御和農業(yè)中。
速度—— 檢測時間 15 分鐘以內；
敏感度—— 單分子檢測，不需要 thermocyler ；
簡單—— 穩(wěn)定的凍干試劑，幾乎沒有硬件要求的可靠等溫技術。
1.TwistAmp Basic 試劑盒（ 96 次）
2.TwistAmp exo 試劑盒（ 96 次）
3.TwistA m p nfo 試劑盒（ 96 次）
4.TwistAmp Basic 試劑盒（ 96 次）
5.TwistAmp exo RT 試劑盒（ 96 次）
6.TwistAmp Basic RT 試劑盒（ 96 次）
7.TwistFlow Salmonella 沙門氏菌試劑盒（ 24 次）檢測是否含有沙門氏菌的試劑盒與 Milenia Hybridtech 2 橫向流試劑條配套使用）
8.TwistGlow Salmonella 沙門氏菌試劑盒（ 96 次）檢測是否含有沙門氏菌的試劑盒
9.TwistFlow Red Snappe 紅魚試劑盒（ 8 次） 檢測是否為紅 魚的試劑盒
10.TwistAmp exo +ListeriaM 李斯特菌試劑盒（ 96 次）檢測是否含有李斯特菌的試劑盒
11.TwistAmp exo + Campylobacter 彎曲菌試劑盒（ 96 次）檢測是否含有彎曲菌的試劑盒
12.Milenia Hybridtech 1 側向流試劑條
13.Milenia Hybridtech 2 側向流試劑條
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