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核酸提取纳米磁珠的研制及性能评价研究进展

广东化工 2022年第21期49卷 101-102,95页

作者：孟雪赵海波赵少雷赵晓宁张宜文王冰玥蔡玮北京市计量检测科学研究院北京100041

随着分子生物学和精准诊疗的发展,磁珠法核酸提取技术作为一种简单、快速、可靠、可自动化的核酸提取方法越来越受瞩目。磁珠法核酸提取的关键材料纳米磁珠的性能对后续研究结果具有直接影响,本文介绍了纳米磁珠的种类和性能影响因素,... 详细信息

随着分子生物学和精准诊疗的发展,磁珠法核酸提取技术作为一种简单、快速、可靠、可自动化的核酸提取方法越来越受瞩目。磁珠法核酸提取的关键材料纳米磁珠的性能对后续研究结果具有直接影响,本文介绍了纳米磁珠的种类和性能影响因素,介绍了磁珠法核酸提取的原理和优势,总结了纳米磁珠的制备方法以及性能和质量的评价方法,提出了未来磁珠研制和性能研究的方向。

关键词：核酸提取纳米磁珠试剂盒 DNA提取表面修饰

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基于微流控芯片的核酸提取技术研究进展

分析试验室 2021年第7期40卷 761-771页

作者：李安一吕雪飞邓玉林李晓琼李堃杰北京理工大学生命学院北京100081

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的大肆传播对世界各国公共卫生防护能力与医学检测能力发起了严峻的挑战。快速、准确、灵敏的核酸扩增检测成为了当前的研究热点,而如何从复杂的生物样品中提取高纯度的核酸对保证核酸分析检测的灵敏度和准确... 详细信息

新型冠状病毒(SARS-CoV-2)的大肆传播对世界各国公共卫生防护能力与医学检测能力发起了严峻的挑战。快速、准确、灵敏的核酸扩增检测成为了当前的研究热点,而如何从复杂的生物样品中提取高纯度的核酸对保证核酸分析检测的灵敏度和准确性起着至关重要的作用。然而传统的核酸提取方法耗时长且通常需要复杂的设备,利用微流控芯片的集成化、微型化等特点可以解决上述问题。本文在介绍传统的核酸提取技术的基础上,综述了近年来基于微流控芯片的核酸提取技术,最后讨论了其在即时检测领域的应用潜力。

关键词：核酸提取微流控芯片即时检测综述

磁珠法核酸提取微流控系统的设计与仿真实验研究

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磁珠法核酸提取微流控系统的设计与仿真实验研究

作者：温宇彤北京交通大学

学位级别：硕士

近年来传染病预防、体外核酸检测引起了社会极大的关注。核酸提取是核酸检测的重要一环,基于大体积成套专业设备以及无菌实验室的传统核酸提取方式,虽然能有效地实现核酸提取,但是步骤繁杂、耗时长、人力成本高且容易造成污染。因此,将... 详细信息

近年来传染病预防、体外核酸检测引起了社会极大的关注。核酸提取是核酸检测的重要一环,基于大体积成套专业设备以及无菌实验室的传统核酸提取方式,虽然能有效地实现核酸提取,但是步骤繁杂、耗时长、人力成本高且容易造成污染。因此,将常规的核酸提取实验流程转移到芯片实验室(Lab on chip)上,在微流控系统中高效实现样本混匀、细胞裂解、核酸的转移与提取等,成为当前自动化生物检测装备研究的一个热点。本文以仿真实验为主要研究手段,以磁珠法核酸提取微流控系统的设计为研究目标,结合具体的核酸提取步骤对微流控系统的应用模型进行开发,为核酸提取微流控系统的搭建提供解决方案。主要研究内容如下:1、针对样本液与裂解液在微流管路中混合效率较低的问题设计高混合性能的混沌平流被动式微混合器。基于流体力学与对流扩散理论,提出以混合性能指数为指标,通过仿真实验分析基础Y型微混合器的最优几何参数,并对各种变参数微混合单元的涡流效应以及混合性能进行研究,设计最优混合性能结构单元,通过单元扩增构建出最优被动式微混合器应用模型。2、面向磁珠粒子纵向运动控制,通过基于磁场理论的磁珠粒子受力分析,研究导磁体阵列参数模型。发现控制磁珠粒子纵向运动的关键为增强管路中的磁场强度与纵向磁场梯度,提出微流管路旁的导磁体阵列模型,通过对比仿真实验分析导磁体高度、宽度、间距以及错位关系对磁场强度和纵向磁场梯度的影响,构建具有磁珠粒子最大磁场力的最优导磁体阵列参数模型。3、基于导磁体阵列参数模型的研究开发微流控系统的磁流耦合控制应用模型。针对核酸提取的磁珠吸附、转移与混合问题,基于磁珠回收的需求开发磁珠吸附应用模型,通过吸附腔室结构与导磁体点阵的设计实现低流速场中磁珠的高吸附率;基于微流控系统中不同液路的磁珠转移需求开发磁珠转移模型,通过磁场与流体速度场参数的优化实现低缓冲液浓度损耗条件下的磁珠高效转移;基于增强磁珠核酸结合率的需求开发磁珠振荡混合模型,通过流动聚焦微流管路的设计以及导磁体阵列的优化实现高性能的磁珠振荡混合。通过混沌平流被动式微混合模型、导磁体阵列参数模型以及磁流耦合控制应用模型的研究,解决微流控芯片中高效样本混合与精确磁珠控制的难题,为磁珠法核酸提取微流控系统的开发打下基础。

关键词：微流控核酸提取微混合器导磁体阵列磁珠控制

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自动化核酸提取系统的设计及实现

自动化核酸提取系统的设计及实现

作者：张宗华佛山科学技术学院

学位级别：硕士

自动化核酸提取系统广泛应用于免疫检测、生物检测、PCR前处理等领域,其主要功能是实现三维空间少量移液、温度控制（制冷、加热）以及混匀等工艺流程。自动化核酸提取系统不仅能有效提高科研效率,也可为医学检测与救治工作的及时开展... 详细信息

自动化核酸提取系统广泛应用于免疫检测、生物检测、PCR前处理等领域,其主要功能是实现三维空间少量移液、温度控制（制冷、加热）以及混匀等工艺流程。自动化核酸提取系统不仅能有效提高科研效率,也可为医学检测与救治工作的及时开展提供较好的支撑平台。基于此,本文就核酸提取系统的若干关键问题进行了研究,并实现了一台高集成、高精度的自动化核酸提取系统。自动化核酸提取系统的主要性能指标包括:移液准确率、混匀效果、运行速度以及温度控制精度等。基于上述指标,论文对核酸提取系统的三维运动模块、上位机模块、通讯模块、移液模块以及温控混匀模块进行了研究,在此基础上对传感器、电机、温控以及控制器等元器件进行了选型分析,设计了相应的控制电路与控制算法,其中重点研究了混匀模块的两部分功能,一部分为转动的控制电路和算法,另一部分为温度的控制电路和算法,并对上述功能模块进行了整合。最后,论文对所设计的自动化核酸提取系统的整体运行速度、三维运动控制精度、温度控制精度、加热孔温度均匀性以及混匀转速平稳性等性能指标进行了测试,并对测试结果进行了研究,以此分析了核酸提取系统的可靠性与稳定性。

关键词：核酸提取三维运动控制温度控制混匀速度控制

两种常规核酸提取法对非洲猪瘟qPCR检测敏感度的影响

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广西畜牧兽医 2022年第4期38卷 162-163,185页

作者：黄维赵正荣黄玲娟廖科权黄文韬黄业杰莫程曦吕晓丽唐林生龙剑明广西南宁神九生物制品有限责任公司广西南宁530006

通过对比非洲猪瘟荧光定量PCR检测中两种常用的核酸提取方式,以寻找更好的检测效果,为实际检测应用提供更有力的证据及建议。经过配置不同浓度的阳性样品,分别用核酸释放法和柱式提取法对样品进行核酸提取,用同一反应体系上机扩增,最后... 详细信息

通过对比非洲猪瘟荧光定量PCR检测中两种常用的核酸提取方式,以寻找更好的检测效果,为实际检测应用提供更有力的证据及建议。经过配置不同浓度的阳性样品,分别用核酸释放法和柱式提取法对样品进行核酸提取,用同一反应体系上机扩增,最后对实验结果进行分析。结果表明:柱式提取法的敏感性要明显高于核酸释放法,更适合当前形势下的非洲猪瘟日常筛查与自检。

关键词：非洲猪瘟荧光定量PCR 核酸提取

基于试纸条核酸提取和重组聚合酶扩增技术的HPV 16型DNA纸基电化学发光快速检测方法

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中国实验诊断学 2023年第9期27卷 1009-1015页

作者：陈钰任伟绮刘仲明王捷中国人民解放军南部战区总医院、基础医学实验室广东广州510010 广东省第二人民医院检验医学部广东广州510317

目的建立一种人乳头瘤病毒(HPV)高危16亚型快速、灵敏、特异的检测方法。方法采用前期构建的试纸条法提取样本HPV DNA,并以其为模板,使用电化学发光试剂(酯化钌)标记上游引物,生物素标记下游引物,进行重组聚合酶恒温扩增,通过亲和素化... 详细信息

目的建立一种人乳头瘤病毒(HPV)高危16亚型快速、灵敏、特异的检测方法。方法采用前期构建的试纸条法提取样本HPV DNA,并以其为模板,使用电化学发光试剂(酯化钌)标记上游引物,生物素标记下游引物,进行重组聚合酶恒温扩增,通过亲和素化的磁微球将生物素标记的扩增产物,在磁场的作用下富集,通过纸基电极-电化学发光检测技术,获得有酯化钌标记的待测物的浓度信息。结果酯化钌与上游引物以20∶1的摩尔比可以获得更高的标记效率和发光强度,该法最低检出限为50copies/mL,比实时荧光PCR的灵敏度高16倍;批内检测相对标准偏差低于5%,单个样本从核酸提取到获得扩增结果所需时间小于1h,具有较好的特异性、灵敏度和重复性。结论该法检测快速、灵敏、特异、操作简单,具有一定的临床应用价值。

关键词：人乳头瘤病毒纸基核酸提取重组聚合酶扩增电化学发光

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猪制品中非洲猪瘟病毒核酸提取方法的比较

中国动物检疫 2023年第5期40卷 97-101页

作者：邓俊花梅琳吕继洲李昊轩吴绍强中国检验检疫科学研究院北京100176

为比较猪制品中非洲猪瘟病毒(ASFV)核酸提取效率,将非洲猪瘟假病毒掺入新鲜猪肉、香肠、血粉试验材料,制备相关模拟感染样品,然后采用核酸免抽提、柱式核酸提取及磁珠吸附核酸提取方法提取ASFV核酸,计算ASFV核酸回收率,评估提取效率。... 详细信息

为比较猪制品中非洲猪瘟病毒(ASFV)核酸提取效率,将非洲猪瘟假病毒掺入新鲜猪肉、香肠、血粉试验材料,制备相关模拟感染样品,然后采用核酸免抽提、柱式核酸提取及磁珠吸附核酸提取方法提取ASFV核酸,计算ASFV核酸回收率,评估提取效率。结果显示:猪制品模拟感染样品中,ASFV核酸在上清和沉淀中均被检出,且上清中的检出量高于沉淀;对于香肠模拟感染样品上清,3种核酸提取方法均适合,但以柱式提取方法为佳,病毒回收率高达82.8%;对于新鲜猪肉模拟感染样品上清,以磁珠吸附核酸提取方法为佳,病毒回收率为20.9%;对于血粉模拟感染样品上清,以柱式核酸提取方法为佳,病毒回收率为10.2%。本研究为不同猪制品中ASFV核酸提取提供了参考。

关键词：非洲猪瘟病毒猪制品核酸提取回收率比较分析

基于水油体系与MagPack的自动核酸提取/扩增方法和仪器研究

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基于水油体系与MagPack的自动核酸提取/扩增方法和仪器研究

作者：张德雨北京理工大学

学位级别：硕士

当前,用于指定基因型鉴定的核酸片段提取,扩增技术已经发展为刑侦,防疫,临床医疗等行业的重要手段之一。经典的核酸片段提取以及扩增方法是相互独立的。在一般情况下,核酸的提取多采用高速离心和固相提取等方式,同时结合独立的PCR扩增... 详细信息

当前,用于指定基因型鉴定的核酸片段提取,扩增技术已经发展为刑侦,防疫,临床医疗等行业的重要手段之一。经典的核酸片段提取以及扩增方法是相互独立的。在一般情况下,核酸的提取多采用高速离心和固相提取等方式,同时结合独立的PCR扩增以实现对原核酸片段的大量重现。然而,经典的核酸提取-扩增方法涉及的相关设备体积巨大,所需时间较长,而且操作复杂,样品在操作中容易受到污染进而影响检测结果可靠性,上述问题的产生均不利于相关检测体系实时化,现场化,小型化的发展。本研究构建了一种利用水相-油相体系表面张力的选择性穿越结构,同时,针对多个含有水油体系的腔体进行了微流控芯片设计。这种微流控芯片,配合基于水油体系的磁珠转移模型（在论文中称其为Mag Pack）实现了对核酸提取的目的。进一步的,本论文将LAMP等温核酸扩增模块集成于芯片,并且基于芯片,研发了一套完整的自动化检测-扩增仪器。研究基于该仪器,成功实现了针对人体HP基因型的定性分型。本研究自主提出了一套核酸提取的自动化理论方案,结合等温扩增技术,设计了一体化芯片,研发了小型化仪器。针对小型化仪器的实验结果表明:当采用25u L纯血样品,该装置能够成功对样品的核酸进行扩增,并显示出较为提供者的HP基因进行分型。研究成功实现了一套基于理论创新的工程仪器,能够避免当前核酸提取及扩增中操作繁琐,耗时长,需要借助大型设备,有毒性等问题。研究不仅具有科学意义,同时具有工程化及产品化方向上的潜能,为未来病原体,癌症等临床应用诊断奠定基础,为实现的小型化,一体化,样品进-结果出型自动化设备的未来发展作出贡献。

关键词：核酸提取自动化 LAMP扩增微流控芯片生物医学仪器

不同方法提取血培养瓶培养的抗凝血中布鲁氏菌核酸的比较

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疾病监测 2022年第7期37卷 964-966页

作者：杨晓雯刘佳音张宇范玉田国忠赵鸿雁朴东日姜海中国疾病预防控制中心传染病预防控制所传染病预防控制国家重点实验室北京102206 包头医学院公共卫生学院内蒙古包头014040

目的比较不同提取方法对血培养瓶培养的抗凝血中布鲁氏菌检出率的影响。方法将定量检测的灭活菌液/基因组DNA梯度添加至含抗凝血的血培养瓶中,选择不同的方法提取核酸,利用荧光定量检测其含量。结果磁珠法和裂解法最低能检测添加10~2 CF... 详细信息

目的比较不同提取方法对血培养瓶培养的抗凝血中布鲁氏菌检出率的影响。方法将定量检测的灭活菌液/基因组DNA梯度添加至含抗凝血的血培养瓶中,选择不同的方法提取核酸,利用荧光定量检测其含量。结果磁珠法和裂解法最低能检测添加10~2 CFU/mL的灭活菌液以及10-3 ng/μL的基因组DNA;离心柱法无法检测未经红细胞裂解液处理的添加10~6 CFU/mL的灭活菌液以及10 ng/μL的基因组DNA,经红细胞裂解液处理后也只能检测到添加10~4 CFU/mL的灭活菌液以及1 ng/μL的基因组DNA的模拟样品。结论红细胞裂解液处理模拟样品能够增加核酸的提取量,裂解法提取效果最好,其次是磁珠法,再次是离心柱法。本研究为疑似布鲁氏菌病样品血培养物的核酸检测提供了方法参考,为提高布鲁氏菌病的诊断率提供了新的思路。

关键词：布鲁氏菌核酸提取血培养