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點晶生物 
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準確/高效/快速 

核心技術--EMA(常溫核酸擴增)

 

基于分子仿生學的原理,把生物體內(如大腸桿菌,酵母或人體等)多酶介導的核酸復制機理在體外再現,使痕量的核酸靶標在普通生物耐受的條件下(常溫下)進行快速的擴增,同時利用特異性熒光探針結合擴增產物,通過熒光檢測儀實時監測熒光信號,實現核酸靶標的快速擴增和檢測。

技術介紹

  PCR歷史
      作為現代生物技術的基礎的PCR技術,出現在1983年。PCR過程中的解鏈、退火、以及延伸的循環操作已經成為核酸擴增步驟的標準過程,同時PCR也成為了核酸擴增的同義詞。然而,這一技術是利用耐熱性核酸聚合酶在人為設定溫度循環下實現的,在自然界生物體內核酸并不是這樣延伸或者擴增的。人們所熟悉的生物大都是在條件非常溫和的條件下(而且是在恒溫下)實現其核酸延伸或擴增的。點晶生物的核心技術就是實現在體外的試管中(in vitro),實現在生物體內(in vivo)的高效的核酸擴增過程。
      在PCR技術問世后的30多年中,衍生出許多靈敏度更高,或者操作更簡便,或者定量的方法。這些方法以及廣泛應用于科研,醫院,疾控,以及農林牧漁等等。然而在大規模簡化操作過程,或者提供定量化的研發及其商業化過程中,使用者對儀器,試劑,耗材,甚至技術支持的依賴卻與日俱增,反而限制了該技術在更廣泛領域的應用。
      在核酸擴增技術發展過程中,很多人努力改進在溫度來簡化核酸擴增步驟。經典的PCR是三溫度循環(解鏈,退火,和延伸),在其它改進型的PCR技術都是兩溫度循環(退火和延伸合并為一步)。在恒溫擴增(isothermal amplification)方面,出現了如等溫核酸擴增,RNA擴增等技術,以Bst核酸聚合酶延伸的恒溫擴增的技術路線大多是利用兩對或者更多的引物,在60度左右實現單一溫度的擴增。該技術在起始的引物退火時,需要一個90度以上的步驟來實現引物和模板的配對。以RNA逆轉錄酶來檢測核酸的技術,最佳反應溫度在42度左右,該技術用以檢測RNA,不需要解開雙鏈來配對,不存在解鏈的問題,也避免了產物檢測后續的污染問題。
 

更快:PCR及其衍生的溫度循環有相當多的時間都用于非擴增(解鏈,退火)的階段,而常溫核酸擴增一直持續不斷的進行。其次,相比于Taq聚合酶1000bp/min的速度,常溫核酸擴增的效率大于3000bp/min;

更靈敏:在生物體內,核酸酶的含量非常稀少(例如大腸桿菌內聚合酶10個拷貝甚至更少),目的基因更少(單拷貝),但是各個酶彼此相互協同作用,能在濃度極低的情況下完成核酸擴增。常溫核酸擴增模擬了體內的核酸擴增原理,從而達到很高的擴增靈敏度。另外,由于常溫核酸擴增的引物特異性非常高,在目前檢測的目的核酸片段擴增中,還沒有發現非特異性擴增,降低了非特異性的背景,提高了靈敏度。

更簡單:相比于溫度循環的控制(PCR程序設置),要考慮相應耗材的選擇(傳熱性,密封性好的試管),Tm值匹配,或者某些恒溫擴增復雜的引物設計規則,常溫核酸擴增整個操作都只需要25-42oC,只需一對引物,產物檢測可以通過核酸電泳,或則熒光檢測,或者試紙條檢測。

      點晶生物面對的問題是,實現核酸提取,擴增,檢測一體化的方便,快捷的操作,同時兼顧檢測靈敏度并控制假陽性和假陰性率。為了解決這個問題,我們在理論上和產品設計下考慮到以下幾個方面:
     理論上,常溫核酸擴增技術是利用特定的酶來引導引物與對應的模板進行配對,這一過程的保真率要高于退火溫度下引物和模板配對的步驟。其次,由于該技術的核酸擴增是嚴格引物序列依賴的,所以非特異性的擴增,如果存在的話,是極罕見的。該技術的靈敏度,假陽性和假陰性等參數在擴增結核分枝桿菌,沙門氏桿菌基因組DNA中的基因片段都得到實驗的充分驗證。
     在產品整體設計上,我們考慮了以下幾個問題:
    1、常溫操作,所有的設計都在常溫下實現所有的操作,甚至包括產品的運輸和保存(常溫核酸擴增試劑的干粉化在研發中),可以極大的拓展核酸擴增檢測的應用領域,方便更多儀器有限的實驗室或檢測中心來應用這一靈敏度很高的技術。
    2、簡化操作,從核酸提取,擴增到檢測,每一步都盡可能降低對儀器的依賴,這樣可以降低操作難度,方便非專業人員的操作。
    3、快速操作,我們整合了5分鐘核酸提取技術,30分鐘核酸擴增技術,以及5分鐘擴增產物檢測技術。在實驗參數優化后,能在40分鐘完成核酸擴增檢測。

優勢

點晶技術

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