摘 要 構建了新型納米金比色芯片,利用Taq DNA連接酶的連接特異性,將其與乙型肝炎病毒DNA(HBVDNA)靶序列完全互補雜交的捕獲探針(固定在芯片上)和納米金修飾的探針連接成一條鏈,從而將納米金顆粒固定到芯片點陣上,再通過銀染反應放大, 形成裸眼可見的顯色信息。通過點陣的位置及灰度,即可判斷HBVDNA靶序列的單堿基突變,并得出相對定量信息。本實驗對不同濃度的HBVDNA靶序列進行了檢測。結(jié)果顯示: 此技術對單堿基突變有很強的特異性識別能力,并且具有較高的靈敏度(約10 pmol/L),在10~100 pmol/L濃度范圍內(nèi)表現(xiàn)出較好的線性關系。該技術檢測時間短(<1 h)、操作簡單、不需要特殊的檢測設備,具有很好的臨床應用前景。
關鍵詞 乙型肝炎病毒; 納米金; 基因芯片; Taq DNA 連接酶
1 引 言
我國是乙型肝炎高發(fā)區(qū),流行病學調(diào)查表明\\,我國至少有8億人感染過乙型肝炎,乙肝表面抗原的攜帶率曾高達9.75%。在乙肝的治療方案中,通過抗HBV藥物抑制HBV復制是最重要和有效的方法之一,因此HBVDNA的定量檢測和耐藥性變異檢測在HBV病理研究與臨床診斷中具有重要意義\\。HBVDNA檢測的傳統(tǒng)方法有直接測序、S基因序列測定、ELISA基因型分型法和PCRRFLP基因型分型法等\\。近年來,基因芯片技術開始應用于疾病的診斷,它具有靈敏度高、結(jié)果準確和操作迅速簡便等優(yōu)勢。但由于采用示蹤探針標記技術(酶、放射性同位素、熒光、化學發(fā)光等)比較昂貴,而且都有較高的儀器設備要求,限制了基因芯片在臨床檢測中的應用\\。
以納米金進行示蹤標記,結(jié)合納米金銀染增強技術,在基因芯片上可實現(xiàn)目標DNA的檢測\\。李瑋等\\基于納米金探針開發(fā)了可視化乙肝病毒基因芯片。但是,這些方法只能檢測DNA的濃度,而且對于雜交和清洗條件都有較高要求。本研究引入Taq DNA連接酶作為單堿基突變的識別工具,只需一步雜交和連接反應,將納米金顆粒捕獲固定在芯片點陣上,再經(jīng)過銀染放大顯色即可判定結(jié)果,不僅可以檢測HBVDNA的濃度,而且可以識別HBVDNA的單堿基突變。本方法操作簡單,不需要特殊的檢測設備,而且通過修改探針的設計即可用于其它DNA的檢測,具有很好的應用前景。
2 實驗部分
2.1 儀器與試劑
Prosys5510A芯片點樣儀(美國Cartesian Technology公司);V670紫外可見分光光度計(美國Jasco公司);BX51顯微鏡和Qimage Retiga 2000R數(shù)碼相機(日本Olympus公司);JEM2100透射電子顯微鏡(TEM,日本電子公司);Centrifuge 5804R高速離心機(德國Eppendorf公司);DY501電泳儀(上海萬達科技品格服務部);Gel DocTM XR+凝膠成像儀(美國BioRad公司)。
納米金溶液、基因芯片由本實驗室自行制備;氯金酸(Acros Organics公司);0.1 mol/L 磷酸鹽緩沖液(PBS,pH 7.2);1.0 mol/L NaCl;0.2×SSC洗液(含0.1% SDS);銀染液(將1%明膠溶液、5.7%氫醌溶液、25.5%檸檬酸23.5%檸檬酸三鈉的混合液、20% AgNO3溶液順序以120:60:20:3的比例迅速混勻,配好即用);NaNO3洗液;目標DNA和探針由上海生物工程技術有限公司合成(表1)。DNA連接酶(Taq DNA Ligase)及其反應緩沖液由美國BioLab公司提供。其它試劑為分析純, 實驗用水為超純水(美國Millipore公司MilliQ系統(tǒng)制備)。