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建立靈敏、快速的RPA檢測,依賴(lài)于合適擴增引物的選擇。由于目前還不能完全根據引物的序列特征來(lái)預測其擴增性能,建議通過(guò)實(shí)驗的方式來(lái)篩選一些列候選引物來(lái)確定最優(yōu)引物對。
Note:對于檢測要求不高的實(shí)驗(模板超過(guò)1000個(gè)拷貝),大多數情況下只需要進(jìn)行少量篩選,即可找到合適引物對,甚至使用PCR引物就足以用于反應。對于高靈敏度分析,建議按照以下設計方案進(jìn)行篩選。
1. 靶序列的選擇
如果是用于檢測臨床樣本,那么合適的靶序列,一定是盡可能保守的。雖然RPA技術(shù)對引物和模板之間的匹配要求不是那么嚴謹,但是過(guò)多不匹配的堿基,必然會(huì )影響擴增的效率,從而使得準確率和靈敏度下降。
2. 引物長(cháng)度
為PCR設計的引物通??梢杂糜赗PA反應,但擴增效率可能不高。RPA引物的理想長(cháng)度為30~35bp,比典型的PCR引物長(cháng)。不同于PCR反應,RPA反應的過(guò)程不依賴(lài)于溫度變化,因此引物的Tm值和RPA反應擴增效率之間沒(méi)有很強的關(guān)聯(lián)性。相反,許多RPA引物也可用于PCR擴增,但它們在PCR中的擴增性能可能與其作為RPA引物的擴增性能沒(méi)有直接關(guān)系。
短于30bp的引物仍然可以用于RPA反應。然而,與>30bp的引物相比,其擴增效率通常更低。對于大于35bp的引物,其依然有可能獲得很好的擴增性能。但是引物越長(cháng),其形成引物二聚體的可能性越大,反而影響特異產(chǎn)物的擴增效率。因此,不建議設計過(guò)長(cháng)的引物。
3. 引物序列
引物的序列直接的影響著(zhù)RPA反應的擴增效率,目前還不能完全根據引物的序列來(lái)預測其擴增性能。雖然有一些根據經(jīng)驗觀(guān)察而建立的指南,但這并不能替代實(shí)驗的方式來(lái)檢驗引物的實(shí)際效率。
在大多數的情況下,最好避免引物中特殊的序列結構,例如某個(gè)特定連續的核苷酸或大量的短重復。GC含量過(guò)高(>70%)或過(guò)低(<30%)可能不利于反應。另外,盡量避免可在引物內部或者引物引物之間形成引物二聚體或者發(fā)夾結構的序列。
4. 擴增產(chǎn)物長(cháng)度
Note:引物噪音即擴增反應中由引物產(chǎn)生的非特異擴增。由于引物噪音的影響,RPA中的擴增產(chǎn)物的大小直接影響著(zhù)擴增反應的靈敏度和速度。雖然引物的噪音與RPA產(chǎn)物的長(cháng)度無(wú)關(guān),但更長(cháng)的RPA產(chǎn)物需要更長(cháng)的倍增時(shí)間。因此,擴增產(chǎn)物越長(cháng),引物噪音的擴增越有可能超過(guò)目的片段的擴增。所以,較短的擴增產(chǎn)物對超敏度分析有利。
如果在檢測中使用探針,那么在設計RPA擴增引物時(shí)必須注意為探針的設計留出足夠的序列空間。
5. 引物選擇
引物選擇過(guò)程通常包括以下步驟:
1) 目標序列的選擇:
建議在模板中選擇一個(gè)區域,其特征在于相對“平均”的核苷酸序列組成:
l GC含量在40%和60%之間
l 重復序列
l 少數正向/反向重復,回文
盡量避免選擇擴增模板中的重復序列以保證目標序列的唯一性。在這方面,目標序列的選擇與PCR中的選擇原則一致。
2) 候選引物
選擇合適的目標區域后,選擇兩組相互面對(即具有正向和反向)的交錯引物作為候選引物。相同方向的引物可以重疊,但不是必須重疊。來(lái)自正向組的每條引物可以隨后與來(lái)自反向組的每條引物配對。篩選一對可用于檢測單分子DNA模板并且倍增時(shí)間短于20秒(RPA指數擴增期,產(chǎn)物增加一倍所需的時(shí)間)的引物,通常需要每個(gè)方向有8-10條候選引物(也就是說(shuō),64-100對引物組合)。
如果對引物的擴增效率要求不高(例如:樣品中被檢測的樣本濃度相對較高),可以在PCR引物設計軟件中直接設定以下參數:
l 引物大小最小30bp,最大36bp
l 引物GC%最低20,最高70
l 引物Tm最低50,最高100
l 單核苷酸重復的最大允許長(cháng)度,例如“CCCCC”設置為5。
3) 引物的篩選
見(jiàn)引物的三級篩選。
6. 困難的擴增
在某些情況下,擴增序列內部的基序(即引物之間的序列)對快速擴增不利,并且只要擴增產(chǎn)物中包含了這段序列基序的引物都表現不佳。嘗試為特定的目的區域設計合適的引物,卻始終無(wú)法達到預期目標的擴增。那么,如果可以的話(huà),盡量選擇其它不含這段基序的區域作為目標擴增區域。
7. 引物噪音
通常除了特異性擴增發(fā)生之外,RPA反應體系也容易引起引物之間非特異性擴增的發(fā)生。這種非特異性擴增可以是由分子內的(發(fā)夾結構)序列引起,也可以是由相同或不同引物之間的序列所引起。這種非特異性擴增可以產(chǎn)生可檢測水平的信號,即引物的噪音。噪音反應與特異性擴增過(guò)程競爭(對于引物、核苷酸、聚合酶結合和能量),并將最終抑制后者。產(chǎn)生噪音的傾向會(huì )影響特定引物對的靈敏度。由于這個(gè)原因,引物的選擇尤為重要。
8. 簡(jiǎn)并引物和錯配
RPA通常對錯配是耐受的。有研究表明,當引物和探針攜帶5-9個(gè)堿基對錯配時(shí),RPA的擴增性能可能不受影響。因此,可以盡量減少在RPA反應中使用簡(jiǎn)并堿基。
相關(guān)產(chǎn)品:RPA試劑盒及試紙條系列:
貨號 |
產(chǎn)品 |
規格 |
B8201C1 |
DNA恒溫快速擴增試劑盒(RAA基礎型) |
48T |
B8202C3 |
DNA恒溫快速擴增試劑盒(RAA熒光型) |
48T |
B8203C5 |
DNA恒溫快速擴增試劑盒(RAA試紙條型) |
48T |
B8204C7 |
RNA恒溫快速擴增試劑盒(RT-RAA基礎型) |
48T |
B8205C9 |
RNA恒溫快速擴增試劑盒(RT-RAA熒光型) |
48T |
B8206C0 |
RNA恒溫快速擴增試劑盒(RT-RAA試紙條型) |
48T |
JY0209 |
雙靶標HybriDetect側向層析試紙條(彩虹型) |
50T |
JY0201 |
單靶標HybriDetect側向層析試紙條(彩虹型) |
50T |
JY0307 |
Tiosbio® CRISPR單酶切及擴增產(chǎn)物檢測試紙條 |
50T |
JY0301 |
CRISPR Cas12/13 HybriDetect試紙條 |
50T |
JY0308 |
Tiosbio® CRISPR雙酶切檢測試紙條(變色龍) |
50T |
Cas酶系列
貨號 |
包裝規格 |
中文名稱(chēng) |
32108-01 |
100 pmoL |
LbCas12a (Cpf1) |
32108-03 |
1,000 pmoL |
LbCas12a (Cpf1) |
32117-01 |
100 pmoL |
LwaCas13a (C2c2) |
32117-03 |
1,000 pmoL |
LwaCas13a (C2c2) |
32118-01 |
100 pmoL |
AapCas12b (C2c1) |
32118-03 |
1,000 pmoL |
AapCas12b (C2c1) |
32119-01 |
100 pmoL |
Un1Cas12f1 (Cas14a1) |
32119-03 |
1,000 pmoL |
Un1Cas12f1 (Cas14a1) |
32104-01 |
100 pmoL |
AsCas12a (Cpf1) |
32104-03 |
1,000 pmoL |
AsCas12a (Cpf1) |
32116-01 |
100 pmoL |
AacCas12b (C2c1) |
32116-03 |
1,000 pmoL |
AacCas12b (C2c1) |
32106-01 |
100 pmoL |
FnCas12a (Cpf1) |
32106-03 |
1,000 pmoL |
FnCas12a (Cpf1) |
32110-01 |
100 pmoL |
Lb5Cas12a (Cpf1) |
32110-03 |
1,000 pmoL |
Lb5Cas12a (Cpf1) |
32101-01 |
100 pmoL |
SpCas9 |
32101-03 |
1,000 pmoL |
SpCas9 |
32102-01 |
100 pmoL |
Sp-dCas9 |
32102-03 |
1,000 pmoL |
Sp-dCas9 |
32120-01 |
100 pmoL |
Sp-nCas9(H840A) |
32120-03 |
1,000 pmoL |
Sp-nCas9(H840A) |