一夫當關(guān),莫如雙管齊下
——聚焦熱啟動Taq DNA聚合酶雙封閉抗體
當下基于PCR技術(shù)的核酸檢測仍有其應用難點
難點→檢測試劑的穩(wěn)定性
核酸檢測行業(yè)人都格外關(guān)注檢測試劑的穩(wěn)定性,不管是長期儲存穩(wěn)定性還是短期偏離正常保存條件的穩(wěn)定性,都直接影響檢測結(jié)果的有效性。而短期偏離正常保存條件的穩(wěn)定性在實際使用和運輸過程中尤為重要,比如遇到樣本量大、適配自動化、排隊等待上機等情況,反應體系需要在室溫或4℃放置,再比如遇到運輸時間長,溫度難以控制,檢測體系就暴露在風險之下。如何保證穩(wěn)定性,如何確保檢測結(jié)果有效、可信,是行業(yè)關(guān)注的難點。
難點→非特異性擴增
非特異性擴增直接影響檢測結(jié)果的判讀,還消耗反應體系中的引物等物料,導致目的基因擴增失敗。試劑開發(fā)人員通過優(yōu)化引物、調(diào)整鎂離子濃度和酶量、調(diào)整退火溫度等方法避免非特異性擴增,但仍需謹慎操作,稍不留意也會導致檢測失敗。
熱啟動DNA聚合酶可幫助攻克核酸檢測應用難點
目前常用抗體法熱啟動Taq DNA聚合酶幫助提升試劑穩(wěn)定性和解決非特異性擴增問題。傳統(tǒng)的抗體法熱啟動,是利用Taq DNA聚合酶抗體封閉其5'→3'聚合酶活性,防止在低溫時錯配或引物二聚體引起非特異性擴增,在PCR預變性95℃加熱時,抗體蛋白變性,釋放DNA聚合酶活性,不影響正常擴增。利用抗體封閉聚合酶活性,可謂一夫當關(guān),萬夫莫開。
一夫當關(guān),莫如雙管齊下——翊圣帶來雙封閉抗體
聚合酶活性封閉抗體可以有效防止錯配引起的非特異性擴增,提升了全預混反應體系的穩(wěn)定性,然而Taq DNA聚合酶除了具有5'→3'聚合酶活性,還有5'→3'核酸外切酶活性,這部分外切酶活性可能會在低溫時導致錯配探針或其它物料降解,造成非特異信號。因此翊圣開發(fā)了雙封閉抗體,不僅可以封閉Taq DNA聚合酶的聚合酶活性,還能同時封閉Taq DNA聚合酶的外切酶活性,雙管齊下,既能有效防止錯配或引物二聚體引起的非特異性擴增,又能防止物料降解產(chǎn)生非特異信號,雙重提升試劑穩(wěn)定性,使檢測試劑在運輸或室溫使用過程中都能夠從容應對。

圖1. 傳統(tǒng)抗體法封閉原理示意圖
圖中高亮部分為Taq DNA聚合酶5'→3'聚合酶活性結(jié)構(gòu)域,抗體只封閉Taq DNA聚合酶的5'→3'聚合酶活性

圖2. 翊圣雙封閉抗體封閉原理示意圖
圖中高亮部分為Taq DNA聚合酶5'→3'聚合酶活性結(jié)構(gòu)域和5'→3'核酸外切酶活性結(jié)構(gòu)域,翊圣雙封閉抗體含兩種抗體,可同時封閉Taq DNA聚合酶的5'→3'聚合酶活性和5'→3'核酸外切酶活性

圖3. 雙封閉抗體外切酶活性封閉效率檢測
設(shè)計引物探針配于反應液中,40℃反應,檢測熒光信號。
黃色為未封閉的Taq DNA聚合酶組
紫色為雙封閉抗體封閉的Taq DNA聚合酶組
由圖3可以看出雙封閉抗體可有效封閉Taq DNA聚合酶的外切酶活性。
雙封閉抗體有效提升檢測試劑穩(wěn)定性
用傳統(tǒng)封閉抗體與雙封閉抗體分別封閉Taq DNA聚合酶,配置成含引物探針的全預混液,在4℃或37℃放置10天或1、3、5天,擴增10000拷貝ASF基因質(zhì)粒,觀察擴增曲線和CT值變化,對比傳統(tǒng)封閉抗體和雙封閉抗體對全預混反應液穩(wěn)定性的作用。
圖4. 傳統(tǒng)封閉抗體封閉反應液擴增10000拷貝ASF基因質(zhì)粒擴增曲線圖
藍色為含引物探針全預混液4℃放置10天后擴增曲線,紅色為4℃放置0天對照
圖5. 雙封閉抗體封閉反應液擴增10000拷貝ASF基因質(zhì)粒擴增曲線圖
藍色為含引物探針全預混液4℃放置10天后擴增曲線,紅色為4℃放置0天對照
由圖4、圖5可以看出,雙封閉抗體比傳統(tǒng)封閉抗體更能保持反應液穩(wěn)定,有效提升檢測試劑穩(wěn)定性。雙封閉抗體封閉含引物探針全預混液4℃放置10天擴增曲線和CT值無明顯變化。
圖6. 傳統(tǒng)封閉抗體封閉反應液擴增10000拷貝ASF基因質(zhì)粒擴增曲線圖
藍色為含引物探針全預混液37℃放置5天后擴增曲線
綠色為含引物探針全預混液37℃放置3天后擴增曲線
黃色為含引物探針全預混液37℃放置1天后擴增曲線
紅色為37℃放置0天對照
圖7. 雙封閉抗體封閉反應液擴增10000拷貝ASF基因質(zhì)粒擴增曲線圖
藍色為含引物探針全預混液37℃放置5天后擴增曲線
綠色為含引物探針全預混液37℃放置3天后擴增曲線
黃色為含引物探針全預混液37℃放置1天后擴增曲線
紅色為37℃放置0天對照
由圖6、圖7可以看出,雙封閉抗體比傳統(tǒng)封閉抗體更能保持反應液穩(wěn)定,有效提升檢測試劑穩(wěn)定性。雙封閉抗體封閉含引物探針全預混液37℃放置1、3、5天CT值差小于0.2。
雙封閉抗體幫助解決基線上漂問題
某些引物配合特定buffer和儀器時,會出現(xiàn)基線上漂的情況。翊圣嘗試多種方法改善基線問題,發(fā)現(xiàn)雙封閉抗體更有利于基線平穩(wěn)。

圖8. N基因擴增曲線圖
紅色為傳統(tǒng)封閉抗體封閉反應液擴增曲線
綠色為雙封閉抗體封閉反應液擴增曲線

圖9. ACT基因擴增曲線圖
紅色為傳統(tǒng)封閉抗體封閉反應液擴增曲線
綠色為雙封閉抗體封閉反應液擴增曲線
由圖8、圖9可以看出特定引物和buffer下,使用雙封閉抗體可幫助解決基線上漂問題。
使用雙封閉抗體獲得良好線性
用雙封閉抗體封閉的反應液擴增100000、10000、1000、100拷貝ASF/ACT雙質(zhì)粒,制作標準曲線。
圖10
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