一种能够抑制多重PCR非特异性扩增的方法与流程

    技术2025-07-28  12


    本发明属于超多重pcr,具体地,涉及一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法。


    背景技术:

    1、基于高通量测序的超多重pcr技术(tngs)是一种在病原微生物领域中检测痕量信号的方法。它可以快速抓取靶区域并将信号富集放大、通过高通量测序技术识别信号位点,可以针对性的对下呼吸道、血流、中枢神经感染、人间传染病、公共卫生等多个领域进行治疗策略和干预措施的开发。

    2、随着应用的普及和产品开发的不断更新,多重pcr的引物重数逐渐增加,从几重增加到几十重。这种多重pcr通常应用于荧光定量pcr仪。随着下一代测序技术(ngs)的发展,多重pcr的引物重数进一步增加,可以达到几百重、几千重,甚至在一个pcr管中设计超过两万对引物。然而,一管中引物数量的增加一直是该领域发展的最大障碍。尽管primer3.0、primer4.0等多重引物设计算法的提升,使得在一个pcr管中设计混入几百甚至上千对引物成为可能。然而,当引物数量超过1000对时,所有设计者都面临一个无法回避的严峻问题:无论如何运算,都将出现非特异性扩增的问题。这种非目标区域的扩增,会表现的随机且不可控,随着管中引物数的增加和目标基因组的差异,无效数据占比将会指数级上升,严重影响测序成本的同时,增加了不可控测序的异常信号,分析判读将出现很大的风险,因此,抑制非特异性扩增的出现是非常重要的一个需求。

    3、目前市面上几乎所有的tngs产品都依赖于引物设计,通过优化设计来尽可能避免非特异性扩增的问题。然而,引物设计是一项复杂的任务,需要考虑包括引物长度、tm值、配对和互补性在内的多个因素,大大增加了实验设计和优化的难度。此外,引物设计可能会受到目标序列的特点的限制,例如序列的保守性和重复序列等。这些限制可能导致pcr反应的灵敏度降低等问题的出现。

    4、因此,设计优化引物仍然是tngs产品中一项具有挑战性的任务。研究人员需要综合考虑多个因素,并采取合适的策略来克服引物设计中的限制,以获得高效且可靠的测序结果。简单的优化pcr试剂反应体系来去除非特异扩增的方法,对于某些复杂的样品类型或目标序列不能起到很好的效果。比如,血流感染pgd32的引物组,该引物组多用于纳米孔测序和长片段二代测序平台,选择的片段长度阈值较宽,插入片段多在105bp-375bp之间,扩增子长度在200bp-450bp之间,但常会出现腺病毒c、嗜麦芽窄食单胞菌等非特异扩增信号。

    5、因此,需要一种新的抑制超多重pcr过程中非特异性扩增的方法。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法,以解决背景技术中提出的问题。

    2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现:

    3、一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法,包括以下步骤:

    4、选取引物,随后准备pcr混合物组分,组分包括dna样品、引物、dntp、改良pcr缓冲液、镁盐溶液、热启动酶和超纯水;随后将pcr混合物组分进行多重pcr扩增;

    5、其中,改良pcr缓冲液由0.06-0.1mol/l醋酸钠溶液、0.1-0.5mol/l碳酸氢钠溶液和改性tris-hcl缓冲液混合得到的。

    6、进一步地,具体包括以下步骤:

    7、s1、制备pcr混合物:将由超纯水配置的dntp溶液、改良pcr缓冲液、镁盐溶液和热启动酶溶液在超净环境下混合,制备得到pcr混合物;

    8、s2、制备1stpcr反应体系:随后将s1步骤中得到的pcr混合物与引物、dna样品、无核酸酶纯水、改性tris缓冲液混合,得到1stpcr反应体系;

    9、s3、pcr扩增:

    10、s31、初始变性:将体系在90-100℃下处理5-15分钟;

    11、s32、退火与延伸:退火温度95-100℃,时间10-20s;延伸起始温度为60℃,随后进行循环,每次循环升温0.1-0.3℃,循环次数为5-20次,延伸时间为3-7分钟;最后在5-15℃下保持。

    12、s4、dna纯化:经离心处理后,使用磁珠纯化dna,出库浓度为2.5-5ng/μl。

    13、进一步地,具体包括以下步骤:

    14、s1、制备pcr混合物:将由超纯水配置的5-15mmol/l dntp溶液、改良pcr缓冲液、100-200mmol/l镁盐溶液和热启动酶溶液在超净环境下混合,制备得到pcr混合物;

    15、s2、制备1stpcr反应体系:随后将s1步骤中得到的pcr混合物与引物、dna样品、无核酸酶纯水、改性tris缓冲液混合,得到1stpcr反应体系;

    16、s3、pcr扩增:

    17、s31、初始变性:将体系在95℃下处理10分钟;

    18、s32、退火与延伸:退火温度98℃,时间15s;延伸起始温度为60℃,随后进行循环,每次循环升温0.1-0.3℃,循环次数为10次,延伸时间为5分钟;最后在10℃下保持。

    19、s4、dna纯化:经离心处理后,使用磁珠纯化dna,出库浓度为2.5-5ng/μl。

    20、进一步地,s1步骤中,dntp溶液、改良pcr缓冲液、镁盐溶液和热启动酶溶液的体积比为(5-10):(1-10):(1-5):10。

    21、进一步地,所述热启动酶为hawkz05 fast聚合酶,浓度为5-15u/μl。

    22、进一步地,s1步骤中,改性tris缓冲液由tris缓冲液和te缓冲液混合,随后调节体系ph值为8.5,静置后得到的。

    23、进一步地,s1步骤中,改性tris缓冲液由0.5mol/l tris缓冲液和0.01mol/l te缓冲液按照(2-3):(97-98)的体积比混合,随后使用0.1mol/l氢氧化钠溶液调节体系ph值为8.5,随后静置5分钟后得到的。

    24、本发明的有益效果:

    25、本发明技术方案中,使用醋酸溶液、碳酸氢钠溶液和改性tris缓冲液制备改性pcr缓冲液,利用改性pcr缓冲液与hawkz05 fast聚合酶的组合用于高通量测序过程中。在引物数量在900以上的情况下,不影响pcr扩增效率的同时,还能有效的抑制pcr过程中大量非特异扩增的出现,优化扩增均一性,提高扩增体系的稳定性。



    技术特征:

    1.一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.根据权利要求1中所述的一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:

    3.根据权利要求1中所述的一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法,其特征在于,s1步骤中,dntp溶液、改良pcr缓冲液、镁盐溶液和热启动酶溶液的体积比为(5-10):(1-10):(1-5):10。

    4.根据权利要求1中所述的一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法,其特征在于,所述热启动酶为hawkz05 fast聚合酶,浓度为5-15u/μl。

    5.根据权利要求1中所述的一种能够抑制多重pcr非特异性扩增的方法,其特征在于,s1步骤中,改性tris缓冲液由tris缓冲液和te缓冲液混合,随后调节体系ph值为8.5,静置后得到的。


    技术总结
    本发明涉及一种能够抑制多重PCR非特异性扩增的方法,属于超多重PCR技术领域,包括以下步骤:选取引物,随后准备PCR混合物组分,组分包括DNA样品、引物、dNTP、改良PCR缓冲液、镁盐溶液、热启动酶和超纯水;随后将PCR混合物组分进行多重PCR扩增。使用醋酸溶液、碳酸氢钠溶液和改性Tris缓冲液制备改性PCR缓冲液,利用改性PCR缓冲液与HawkZ05 Fast聚合酶的组合用于高通量测序过程中,在引物数量在900以上的情况下,不影响PCR扩增效率的同时,还能有效的抑制PCR过程中大量非特异扩增的出现,优化扩增均一性,提高扩增体系的稳定性。

    技术研发人员:谭行之
    受保护的技术使用者:湘又生物科技(北京)有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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