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多重PCR快速检测方法研究(其林贝尔MTH-012使用)

近年来,食源性疾病屡见不鲜,其中主要的食源 性致病菌有沙门氏菌、*、志贺氏菌和 蜡样芽孢杆菌等,可导致腹泻、呕吐、痢疾等多种疾病,严重者可造成死亡,因此,食品产品中要求不得检出。 常规微生物学方法检测食源性致病菌,通常需要经过 富集培养、形态观察、生理生化鉴定等的过程,耗时耗 力,且主观性强,极易导致样品菌种的流失,出现阴性 结果,不能及时的发现并控制潜在的危险。
1 材料与方法
1.1 材料与试剂
1.1.1 菌种
蜡样芽孢杆菌 (cmcc63302)、* (cmcc26003)、宋内氏志贺氏菌(cmcc51334)、鼠伤 寒 沙 门 氏 菌 (cmcc50115)、 大 肠 埃 希 氏 菌(cm- cc44752)、铜绿假单胞菌(cicc21636)、苏云金芽孢杆 菌(cicc22945)、绿脓杆菌(cmcc10110)、阪崎肠杆菌 (atcc51024)、副溶血性弧菌(cicc21617)、变形杆菌 (cmcc49027)、单增李斯特菌(cmcc54001),均保存 于河北农业大学生物工程实验室。 1.1.2 试剂 营养肉汤培养基:北京陆桥生物技术有限公司;琼脂糖:北京全式金生物公司;agar:索莱宝生物科技有 限公司;细菌基因组 dna 提取试剂盒:天根生化科技有限公司;2×es taq mastermix(dye):康为世纪生物科 技有限公司;50 bp dna ladder:中科瑞泰生物科技有 限公司;ddh2o:河北农业大学生物工程实验室制备。
1.2 仪器与设备
其林贝尔mth-012 型旋涡混合仪:海门其林贝尔仪器制造有限公司;070-851 型 pcr 仪:德国 biometra 公司; dyy-10 c 型电泳仪:北京市六一仪器厂;jy04s-3e 型 凝胶成像分析系统:北京科普尔科技发展有限公司; uv-1700 型紫外分光光度计:上海优尼科公司;k5500 型超微量核酸测量仪:北京凯奥科技发展有限公司。
1.3 方法
1.3.1 菌株的培养
分别挑取蜡样芽孢杆菌、*、志贺 氏菌、沙门氏菌的单菌落,接种于 8 ml 灭菌的营养肉 汤培养基,37 ℃摇床 180 r/min 过夜培养。
1.3.2 模板的制备及计数
取 1 ml 过夜培养菌液,提取基因组 dna 为模板, 具体操作方法见细菌基因组 dna 提取试剂盒说明书。 用核酸测定仪对 dna 浓度及纯度进行测定。另取 1 ml 菌液,10 倍梯度稀释,涂布于固体肉汤培养基中, 37 ℃过夜培养,进行平板计数。
1.3.3 引物的设计与合成
针对蜡样芽孢杆菌的 gyrb、nhea 基因,金黄色 色葡萄球菌的 nuc、sed、meca基因、志贺氏菌的 ipah 基因和沙门氏菌的 ttr、sal、siia 基因,共设 计了 11 套引物,引物由上海生工公司合成,引物序列 及扩增片段长度等。
1.3.4 引物的筛选和确定
以11对引物分别对 4 种目的菌进行扩增,单一pcr 反应体系为:2×es taq master mix(dye) 5 μl、20 μmol/l 上 下 游 引 物 各 0.2 μl,dna 模 板 0.8 μl,加 ddh2o 补足到 10 μl。单一 pcr 反应程序 为:94 ℃预变性 5 min,94 ℃ 变性 30 s,梯度设置退火 温度,退火 30 s,72 ℃ 延伸 30 s,72 ℃再延伸 7 min,反 应 30 个循环。对 pcr 产物进行凝胶电泳分析,选择扩 增条带单一且大小不同、退火温度相似的引物,确定 为多重 pcr 引物组。
2 结果与分析
蜡样芽孢杆菌 gyrb 引物对在 52.5、55.7 ℃范围内条带明显,片段长 246 bp;金黄色葡萄球 菌 nuc 引物对在 52.5 ℃处有单一明亮条带,片段长 166 bp;志贺氏菌的 ipahⅰ引物对在 52.6 ℃处单一明 亮条带,片段长 210 bp,ipah ⅲ引物对在退火范围内 条带单一,片段长 65 bp;沙门氏菌 siia 引物对在梯度 退火温度下条带单一明亮,片段长 107 bp,退火温度 相近且扩增出的片段长度不同,有利于多重 pcr 扩 增结果的判断,最终选择 gyrb、nuc、ipahⅲ、siia 引物 对为多重 pcr 反应的引物组。当退火温度在这个范围内间均能得 到 4 条目的带,且条带区间明显,故证明本研究建立的 多重 pcr 体系,可特异性扩增出目的条带,且其大小 与预期扩增基因片段大小一致,但在 53.9 ℃之前条带 略暗,退火温度为 53.9 ℃ 时条带更加清晰明亮,因此,选定 54 ℃作为多重 pcr 的退火温度。但多重 pcr 扩增的志贺氏菌 65 bp 与* 166 bp 条带相对暗一些,故对 4 组引物对的加入量进行优化。测得 1ml 蜡样芽孢杆菌的核酸浓度为 52.649ng/μl, 对应菌落浓度为 1.5×107 cfu/ml;1ml *的 核酸浓度为 14.245 ng/μl,对应菌落浓度为 108cfu/ml; 1 ml 志贺氏菌的核酸浓度为 357.78 ng/μl,对应菌落 浓 度 为 108 cfu/ml;1 ml 沙门氏菌的核酸浓度为 108.32 ng/μl,对应菌落浓度为 1.05×108 cfu/ml。用 ddh2o 10 倍梯度稀释提取的 dna 模板,取 0.8 μl 进 行多重 pcr,测定其检出限。
3 讨论
目前,普通 pcr 技术在食品检测、疾控检测中, 已经相当成熟,相对于传统的生化特性检测,有着快 速、特异、灵敏度高的特点。在简单的 pcr 基础上,多 重 pcr 融合了普通 pcr 方便、快捷的优点,加入多个 引物对,可进行多个菌种多个样品的快速分析,简单 易操作,无需昂贵的仪器和专业的实验人员,也可进 行准确的分析,为快速发展的食品检测行业,提供了 很好的理论和技术基础。由于多重 pcr 是在同一反 应下进行的,节约成本,因此相对于常规的单重 pcr 来说,大大缩短的检测时间,提高了检测效率。食 品检测的快速发展,多重 pcr 方法以其特异性强、灵 敏度高等优点被广泛应用于食源性致病菌的快速检 测中。
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