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细菌学诊断新技术
作者:佚名 来源:生物秀 时间:2006-9-26

      4.核酸探针的特点
      (1)探针的特异性 
      探针检测技术的最大优点是特异性,就是说一个适当组建的DNA探针能绝对特异性地与所检微生物而不与其他微生物发生反应。对食品检测而言,就是不与样品中内源性杂菌和样品自身DNA发生非特异性反应。
      以往检测方法检测的是基因的表达产物(蛋白质或其他产物)。检测这种物质受多种因素影响。比如食品中微生物因受应激损伤(高温、冷冻、化学制剂等)会导致基因组的变化,从而引起其表达产物的变化。而核酸探针检测的是基因本身,它能识别基因本身的变异,不受基因表达产物的影响。常规免疫学方法检测抗原、抗体,它们都是蛋白质,这些蛋白质由氨基酸组成,而氨基酸由核苷酸序列确定,一旦这种序列受外界影响发生变异,就会导致其产物的变化,影响抗原抗体间的反应,使检测特异性下降。
      检测病毒主要通过组织培养后,检测病毒相关的蛋白质囊膜,即使采用超低温保存,有时也会引起编码蛋白质囊膜基因的变化,而采取DNA探针检测病毒则不用改变其蛋白质结构,而只需检测是否有相应特异性的编码蛋白质囊膜的病毒靶DNA序列。
      另外,核酸之间的识别连接比抗原抗体准确,并且探针检测比免疫学方法灵活。尽管看来形成抗原抗体复合物比核酸杂交快,但能通过加磺化葡聚糖把退火速度增加100倍,从而提高反应速度,核酸比蛋白质耐受高温(100℃)、有机溶剂、螯合剂和高浓度工作液的破坏能力强,所以用比提取制备蛋白质强烈的多的方法制备核酸,不会影响杂交反应。当然RNA探针除外,因为RNA不耐受碱处理,需用其它方法制备检测用RNA。
      核酸探针的特异性取决于探针的碱基序列和使用条件,如在不严格的条件下(低温高盐)探针与靶DNA误交结合力比严格条件下稳定。
      探针长度也会影响反应的特异性,一般加Formamide增强反应特异性。
      (2)探针的敏感性
      研制核酸探针是为了检测出单个病毒和细菌。DNA探针敏感性取决于探针本身和标记系统。32P标记物通常可检出10-8摩尔特异DNA片段,相当于0。5pg,1000个碱基对的靶系列,相当于1000---10000个细菌。用亲和素标记探针检测1小时培养物DNA含量在110pg,两者敏感性大致相同,而血清学方法只能达到1ng的水平。
      延长培养时间,增强信号强度能提高探针的敏感性。
      非放射性物标记探针在高浓度情况下,由于抑制了非特异性吸附,比放射性物标记探针背景干扰小。
      制备食品样品时,因机械均浆而导致菌体破裂,产生较高的背景干扰会影响检测敏感性。
      在探针上加生物素化的核苷酸长尾能使检测敏感性提高10倍。
      细胞中rRNA比DNA多,检测rRNA的探针比DNA敏感。通过扩增DNA含量也能提高检测敏感性。
      (3)探针检测技术中存在的问题
      检测一种菌就需要制备一种探针,目前尚未建立所有致病菌的探针,尽管检测速度快,但要达到检测量还要对样品进行一定时间的培养,任何一种方法不可能有100%的特异性和敏感性,所以必须考虑假阳性和假阴性的问题。
      DNA探针还不能完全取得常规检验提供的细菌特性的信息,如在菌株生物型鉴定、血清型和抗药基因上有不足之处。
      检测食品时,样品中待检菌量低杂质成分复杂,样品DNA纯度不够高等都会限制探针检测的敏感性。
      探针检测是分析基因序列,对毒素污染的食品有时因样品中不含产毒菌而无法检测,因为尽管探针能检测活菌或死菌中存在的靶DNA序列,但它不能检测其表达产物,所以在评价食品安全卫生上存在一定的局限性。
      5.核酸探针杂交技术原理
      根据完成杂交反应所处介质的不同,分成固相杂交反应和液相杂交反应。固相杂交反应是在固相支持物上完成的杂交反应,如常见的印迹法和菌落杂交法。事先破碎细胞使之释放DNA/RNA然后把裂解获得的DNA/RNA固定在硝基纤维素薄膜上,再加标记探针杂交,依颜色变化确定结果,该法是最原始的探针杂交法容易产生非特异性背景干扰。
      液相杂交法指杂交反应在液相中完成,不需固相支持,优点是杂交速度比固相杂交反应速度快5~10倍。缺点是为消除背景干扰必需进行分离以除去加入反应体系中的干扰剂。
      分离杂交DNA探针的方法有两种,一种用羟磷灰石,它仅能与双股DNA结合,单股DNA在和羟磷灰石结合前必须先同一个探针或互补单链杂交成双股DNA才可。当溶液中DNA通过羟磷灰石柱子时,只有双股DNA能吸附,然后再把吸附在柱上的DNA洗脱下来,最后用激活的标记物检测。另一种分离方法运用磁球技术把探针与小磁球连接,再用多核苷酸尾部连接第二探针,不用离心就能分离DNA与未杂交DNA。短寡核苷酸能和磁球连接,也能从磁球上洗脱,在以mRNA系统进行靶循环的检测过程中,该方法能将背景干扰降低2---3个数量级,从而达到较高的敏感性。
      (1)夹心杂交法(Sandwish hybridization)
      它由三种不同作用的核酸成分组成:(1):与固相支持物连接的捕获探针;(2)产生信号的检测探针;(3)靶核酸序列。靶核酸在这个体系中起连接捕获探针和信号检测探针的作用。如体系中存在上述三种成分,靶核酸能于上述两种核苷酸杂交,洗脱去除杂质后能得到一个清晰的检测信号,如果靶核酸不与上述两种探针杂交,则信号探针无法连接在固相物上,洗脱后固相物上无信号应答。

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