改良型环介导等温扩增法检测金黄色葡萄球菌的研究

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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)广泛分布于自然界中,因此,该菌很容易污染食品,严重的甚至会造成食物中毒;金黄色葡萄球菌也是引发临床性疾病的主要病原微生物,当前已有的常规检测方法耗时长、需要专门的仪器设备或专业人才,不利于该菌的快速检测,因此,针对该菌建立一种快速、灵敏的检测方法具有非常重要的现实意义,也将为解决当今食品安全问题提供重要的技术支持。环介导等温扩增法(LAMP)能够高效、快速、准确、灵敏的检测核酸,但该技术在检测过程中易产生假阳性结果,从而限制该技术的广泛应用。本文建立了环介导等温扩增-单分子信标方法,快速、准确地检测金黄色葡萄球菌,并对该方法及其检测特异性、灵敏度等方面进行了研究。本实验确定了金黄色葡萄球菌培养方法、作出了金黄色葡萄球菌的生长曲线,确定了对数生长周期,并对该菌进行了平板计数,为后续LAMP及SMB-LAMP检测方法的灵敏度确定提供了定量结果;通过选取不同的试验方法提取DNA,测定并计算出各种提取方法所得DNA的OD260/OD280,然后用琼脂糖凝胶电泳进行验证实验,最终确定金黄色葡萄球菌基因组DNA的最优提取方法为改良型SDS法;选取金黄色葡萄球菌特异性基因—耐热核酸酶基因nuc作为本实验中LAMP扩增的靶序列,并根据该基因的保守序列在线设计了一套LAMP扩增引物;对该引物的LAMP反应条件进行优化,结果得出:LAMP反应最适温度为60℃,最佳反应时间为45min,dNTPs最佳反应浓度为1.4mmol/L,加入环引物比未加环引物的体系反应快15min;针对所设计的LAMP引物,选取金黄色葡萄球菌2株、大肠杆菌3株、酿脓链球菌1株、沙门氏菌1株进行同步检测,结果只有金黄色葡萄球菌显示阳性,证明了该引物具有良好的特异性;针对提取的DNA模板进行浓度梯度稀释,分别标记:100、10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6,同时,针对隔夜培养的金黄色葡萄球菌液逐渐进行10倍浓度梯度稀释,然后应用改良型SDS法对稀释液分别进行DNA提取,最后对上述两种方法获得的DNA分别进行LAMP扩增,结果证明,LAMP检测金黄色葡萄球菌的检测限为100fgDNA或者100CFU/tube,其灵敏度要比PCR检测该菌的灵敏度高出100倍。在建立的最佳LAMP反应条件基础上,结合单分子信标(SMB),对金黄色葡萄球菌进行了快速、准确的检测,选定SMB-LAMP的反应条件为上述LAMP优化后的最终结果,并且选定分子信标beacon为0.8μM。为了验证该反应(SMB-LAMP)的特异性,利用金黄色葡萄球菌2株、大肠杆菌1株以及沙门氏菌1株,对所设计的单分子信标进行了验证实验,最后确定根据金黄色葡萄球菌nuc基因所设计的单分子信标具有较高的特异性;同时,对所建立的SMB-LAMP法检测金黄色葡萄球菌的灵敏度进行了确定,最终显示,以金黄色葡萄球菌DNA浓度梯度为SMB-LAMP反应模板时最低检测限为50fg,而以金黄色葡萄球菌液浓度梯度稀释液提取DNA为模板时,最低检测限为6CFU/tube,说明SMB-LAMP较单纯的LAMP具有更强的特异性及灵敏度。
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