氨基酸和生物资源2016,38(3):36~39 Am 0 Ac s&B 0 c RPs0 rces DOI:10.14188/j.ajsh.2016.03.008 快速检测中药材乌梢蛇LAMP方法的建立 孙清萍,陈素珍,盛英美 (广东省药品检验所,广东广州51018O) 摘要:乌梢蛇作为一种名贵中药材,市面上伪品较多,干燥熏黑处理后的样品,更是真伪难辨。本研究致力于开发一套基 于环介导等温扩增(1oop-mediated isothermal amplification,LAMP)为基础的快速筛查乌梢蛇的方法。本研究以乌梢蛇 12s rRNA基因序列为基础设计并筛选出1套LAMP引物。通过调整反应条件,建立了对乌梢蛇LAMP的检查方法。结果显 示,62。C下连续反应15 min左右出现典型的“s”型荧光吸收曲线,实现了对乌梢蛇12s rRNA基因序列的特异扩增。根据 LAMP灵敏度高的特点,本研究简化了DNA的提取方法,缩短了检测的时间。相对于常规的PCR方法,本研究建立的以快 速DNA提取为基础的乌梢蛇LAMP快速筛查方法具有简单、快速、灵敏、对设备要求低等特点,适用于对中药材乌梢蛇的快 速筛查。 关键词:乌梢蛇;环介导等温扩增;快速筛查 中圈分类号:R 927.1 文献标识码:A 文章编号:1006-8376(2016)03-0036—04 Establishment of Loop—Mediated Isothermal Amplification Method for Rapid Screening of Zaocys dhumnades SUN Qingping,CHEN Suzhen,SHENG Yingmei (Guangdong Institute for Drug Control,Guangzhou,510180,Guangdong,China) Abstract:Zaocys dhumnades iS a kind Of valuable Chinese herbal medicine.There are many kinds 0{fakes on the market and it is very hard to distinguish the real from the fake,especially when the snakes are treated by drying and fumigation.In order to develop a rapid screening method based on loop—mediated isothermal amplification(LAMP), proper primers for LAMP were designed according to the 1 2s rRNA gene of Zaocys dhumnades,and determined by screening experiments.By adjusting the reaction conditions,the LAMP method for specific amplification of Zaocys dhumnades was established.The LAMP reaction result showed that a typical“S”curve of fluorescence absorption OC— eurred when the LAMP reaction lasted for 15 minutes at 62℃.According to the characteristics of high sensitivity of LAMP,this study simplified the extraction method of DNA and shortened the whole detection time.Compared with conventional PCR method,the rapid screening method of LAMP combined with rapid DNA extraction is simple, quick,highly sensitive,and low requirement for the equipment.This study shows that the LAMP method can be ap— plied to the rapid screening of Zaocys dhumnades. Key words:Zaocys dhumnades;LAMP(1oop—mediated isothermal amplification);rapid screening 于宋代《开宝本草》,名日乌蛇,《本草纲目》中又名乌 0引 言 乌梢蛇是脊索动物门(Chordata)爬行纲(Rep— tilia)游蛇科(Colubridae)乌梢蛇(Zaocys dhum— 梢蛇,迄今已有1 000多年的药用历史。乌梢蛇具 有祛风湿、通经络、定惊止痉等功效,作为中药临床 功效确切口],《中华人民共和国药典》(2010年版)将 nades)的干燥体,为临床祛风通络的常用中药,始载 收稿日期:2015—12—25 修回日期:2016—03—21 作者简介:孙清萍(1977一),男,博士,现主要从事药物安全评价研究。 E-mail:wdsqpI@hotmail.tom 乌梢蛇作为中药材进行收载[2]。 乌梢蛇作为一种名贵中药材,市面上伪品较多, 由于干燥熏黑处理后的样品形态、颜色发生较大变 基金项目:广东省食品药品检验系统项目(ZA20120013);广东省中 医药管理局项目(20122201) 化,同其他蛇难以区别[3]。调查表明,目前流通中的 乌梢蛇伪品主要为同为游蛇科的蕲蛇(Agkistrodon 氨基酸和生物资源 ・ 37 ・ acutus)、红点锦蛇(Elaphe rufodorsata)、黑眉锦蛇 (Elaphe taeniura)、玉斑锦蛇(Elaphe mandari— 本文首次将LAMP技术引入到中药材乌梢蛇 的真伪筛查中。针对乌梢蛇12s rRNA基因设计特 nUS)、王锦蛇(Elaphe carinata)和灰鼠蛇(Ptyas korros)[ 。 异性引物,建立了中药材乌梢蛇的LAMP检测方 法。 基于DNA多态性差异的分子标记技术能克服 传统中药材鉴别的不足,实现在分子水平对中药材 的鉴别。《中华人民共和国药典》(2010年版)已将 常规PCR的方法引入了到乌梢蛇的鉴别中_2]。但 常规的PCR方法对实验条件要求高、步骤多、耗时 长,难以实现快速检测及在基层普及。2000年, 1材料与方法 1.1 材料 乌梢蛇由广东省药品检验所中药室提供(已按 《中华人民共和国药典》2010年版的标准,鉴定合 格);蕲蛇购于广州同仁堂药店。 1.2试剂与仪器 Notomi等l_5 首先提出了一种新的核酸扩增技术,即 环介导等温扩增(1oop—mediated isothermal amplifi— cation,LAMP)。该方法利用了DNA在6O~65℃ 左右处于动态平衡状态,DNA可在此温度下进行合 核酸提取液(200 mmol Tris—HC1,pH 8。0;250 mmol NaC1;25 mmol EDTA);DNA核酸检测试剂 盒(包含P^DNA聚合酶、buffer、dNTP及荧光染 料,广州迪奥生物科技有限公司)。 PCR仪T100(美国Bio-Rad公司)。迪奥恒温 荧光检测仪308C(广州迪奥生物科技有限公司)。 全部引物经HPLC纯化,由生工生物工程(上 海)股份有限公司提供。 1.3 引物设计 成反应的特性。利用4条特异性引物和一种具有链 置换活性的DNA聚合酶(Bst—DNA聚合酶),使得 链置换DNA合成不停地自我循环。该方法在等温 条件下可高效、快速、高特异性地扩增靶序列,可直 接通过副产物焦磷酸镁沉淀的浊度判断是否发生反 应,也可通过加入核酸染料SYBR Green I,通过对 激发荧光的检测来判断是否发生反应。该技术解决 以乌梢蛇12s rRNA(序列编号:gi l9800629 I gb l AF236676.2 l AF236676)基因序列为基础,通过 了核酸诊断上出现的诸多难题,使快速诊断成为可 能。目前,LAMP技术已经广泛应用于对病毒 ]、 BLAST查找分析目标基因在多个蛇类间的序列多 态性,并以此为基础设计2套引物,引物组合的序列 见表l。 细菌 、真菌 、支原体 、寄生虫 。。,以及环境、食 品中的细菌_】 等病原体的快速检测。 表1 乌梢蛇环介导等温扩增特异引物组合 Tab.1 Loop-mediated isothermal amplification primers for Zaocys dhumnades 引物名称 ZA0—1#一F3 序列(5 一3 ) ACCCAAGACACCAAGCAAG ZA()_1#一B3 ZAC卜1#一FIP ZA0—1#一BIP ZA0 2#一F3 ZA()_2#一B3 ZAC卜2#一FIP ZA0—2#一BIP GCTTTCACGAGTGGAAGTTGT GTCGAGCTTTCGCTTATGGCCTAATTTTCCATAAGCCACACCCCCA CCAACGGCGTAAAGCACGACTATTTTGTGGCTTATGGCTTTTTACAGC ATTGGAGCAGGTATCAGGTA CACGAGTGGAAGTTGTCTTAT GGATTAACCGGCCCTGTGGGCCAGCAGCAGTAGTTAA GGTTACACGACAGGCCCAAACTGGGTTTCATTCCTAATGGT 1.4 DNA的提取 12 000 r/min离心5 min。加入1 ml 70 无水乙醇 反复吸打1 rain后12 000 r/min离心5 rain。弃掉 上清液晾干后加30 ̄50 L蒸馏水溶解。 常规法提取基因组DNA参照《中华人民共和 国药典92010年版中DNA提取的方法L2]。本研究 为了实现快速筛查真伪乌梢蛇的目标,在文献口 ¨ 报道的基础上,摸索了一套能用于RAMP的快速提 1.5环介导等温扩增反应 反应体系为:23 l反应试剂(DNA核酸检测试 剂盒),1 L引物混合物(内引物终浓度为1.6 tLmol ・取DNA的方法,具体如下:将液氮碾磨后的组织材 料置于1.5 mL离心管中,加入适量核酸提取液震 荡混匀。12 000 r・min 离心5~8 min,取上清, L_。,外引物终浓度为0,2 ttM)及2 L模版 DNA。混匀后置于迪奥恒温荧光检测仪308C中 62℃反应45 min。 加入等体积的异丙醇混匀,室温静置2 rain后 ・ 38 ・ 孙清萍等:快速检测中药材乌梢蛇LAMP方法的建立 1.6普通PCR反应 反应体系:模板DNA 1 L,10×buffer 2.5 L,10 M dNTP 1 L,弓l物ZAO一1#-F3及ZAO一 引物进行普通PCR扩增反应,结果如图3,实验组 (s)在280 bp附近有清晰明亮的条带,片段大小与 预期条带大小(278 bp)相吻合。表明外引物能很好 地对乌梢蛇12s rRNA基因的目标片段进行扩增。 M S 1#一B3各1 L,DNA聚合酶0.2 L,用灭菌水补 足至25 L。PCR程序设定如下:①预变性:94。C 5 rain;②变性:94℃30 S;③退火:61℃30 S;④延 伸:72℃30 S;⑤72。C 15 rain。步骤2至步骤4设 定循环数为30个。 2结果与分析 2.1 引物的筛选 以乌梢蛇的样本为乌梢蛇阳性样品,进行DNA 提取。以DNA核酸检测试剂盒进行RAMP反应, 筛选引物组合。引物组合1在第15 rain左右,呈现 出典型的“S”型扩增曲线(图1),引物组合2在45 arin内未见明显的“S”型扩增曲线(图2),表明引物 组合1可用于乌梢蛇的LAMP扩增反应。因此选 用引物组合1作为快速筛查乌梢蛇的引物。 30 27 24 =21 18 蕈15 l2 9 6 3 反应时间/min 图1 引物组合1的环介导等温扩增结果 Fig.1 Loop-mediated isothermal amplification of primer set 1 30 27芒 ; 6 3 反应时间/arin 图2引物组合2的环介导等温扩增结果 Fig.2 Loop-mediated isothermal amplification of primer set 2 2.2 LAMP外引物的PCR反应与鉴定 以乌梢蛇基因组DNA为模板,加入LAMP外 2 000 l 500 l 000 500 15O 图3环介导等温扩增外引物的PCR反应结果 Fig.3 Electrophoresis of conventional PCR by outer primers of Loop-mediated isothermal amplification 2.3 乌梢蛇LAMP快速筛查 LAMP技术的高灵敏度为简化提取DNA步 骤,缩短检测时间提供了可能。本研究摸索出一套 适合于LAMP的快速DNA提取方法。以快速提 取的乌梢蛇基因组DNA作为样品组,以快速提取 的蕲蛇基因组DNA作为阴性对照组,分别进行 LAMP扩增反应,于62。C孵育45 min,结果如图4, 在第15 rain左右,乌梢蛇样品组的荧光强度显著上 升,最终呈现出“S”型的阳性曲线,表明设计的引物 能成功完成LAMP扩增反应。但蕲蛇样品组(图 5)直到反应结束,荧光强度也没有明显变化,表明扩 增结果为阴性。该结果表明,所设计的引物能实现 乌梢蛇的特异扩增与检测。 反应时间/min 图4乌梢蛇的环介导等温扩增扩增结果 Fig.4 Loop-mediated isothermal amplification of Zaocys dhumnades 甚 越骥 氨基酸和生物资源 ・ 39 ・ 4 2 l 9 8 7 5 4 2 l 米 反应时间/rnin 图5蕲蛇的环介导等温扩增扩增结果 Fig.5 Loop-mediated isothermal amplification of Agkistrodon acutus 3讨论 近年来,药品、食品的安全事件频发,民众的饮 食用药安全受到了越来越多的威胁。这对保、食、 化、药的监管与检验提出了新的要求。“快筛快检” 理念正是在当前复杂形势的背景下提出来的[1 。 “快筛快检”力求快速、简便地对可能的威胁进行筛 查,在条件简陋的基层检验机构能开展检验,甚至能 在监管现场进行快速检测,是对“假冒伪劣”的巨大 威慑。 由于中药材在制备过程中常会经受烘干、熏蒸、 切片等处理,传统的基于色、形、味的鉴别方法的局 限性较大。本研究首次将LAMP技术引入到伪品 中药材乌梢蛇的筛查之中,实现了在分子水平对中 药材的筛查鉴别,克服了传统的基于色、形、味的鉴 别方法的局限性。而且LAMP技术灵敏度高的特 点,使其所需的DNA量非常少,有研究结果表明6 个拷贝的DNA就可以完成LAMP反应_l ,这为设 计快速的DNA提取方法提供了空间。本研究将 LAMP与快速DNA提取方法结合,实现了中药材 乌梢蛇的简便、快速的筛查。使在基层药检机构甚 至是在快检车上对中药材的快速筛查成为可能。本 研究表明,LAMP技术在有DNA存留的中药材、食 品、保健食品等的快速筛查中有较广阔的应用前景。 参考文献 -I1]林豁,胡丽娜,李娜.动物药整理研究——乌梢蛇 [J].吉林中医药,2009,29(11):982—984. f2] 国家药典委员会.中华人民共和国药典.2010年版一 部[M].北京:中国医药科技出版社,2010:72—73. [3] 张昱.乌梢蛇鉴别要领简述[J].中国乡村医药杂志, 2013,(15):50—50. 1-4]黄璐琦,冯成强,唐晓晶.高特异性PCR方法鉴别乌 梢蛇及其混淆品[J].中国药学杂志,2007,42(5): 333—336. [5] Notomi T,Okayama H,Masubuchi H,et a1.Loop- mediated isothermal amplification of DNA[J].Nucleic Acids Res,2000,28(12):63—65. [6]庄明亮,李江红,陈大福,等.应用环介导等温扩增 技术(LAMP)检测蜜蜂黑蜂王台病毒的研究[J].应用 昆虫学报2014,51(6):1612—1619. [7]任春阳,田甜,田杰.快速检测大肠埃希菌LAMP方 法的建立[J].国际检验医学杂志2014,(19):2668— 2669. [8]和倩倩,熊云,朱鹏,等.一种检测储存喷气燃料中 特征真菌的新方法——LAMP—LFD[J].工业微生物 2O15,(3):8—13. [91郭盼盼,黄书林,张跃伟,等.环介导等温扩增技术 快速诊断猪肺炎支原体[J].农业生物技术学报, 2010,18(4):822-826. [1O]熊春蓉,殷旭仁,宋丽君,等.环介导同温DNA扩增法 (LAMP)与解剖一显微镜检法检测血吸虫感染性钉螺 效果的比较[J].中国病原生物学杂志,2014,9(12): 1084—1O87. [11]黄金海,孙跃辉,陈瑞,等.食品中沙门氏菌LAMP 快速检测方法的建立rJ].天津大学学报:自然科学与 工程技术版,2012,45(5):468—472. [12]郝顺祖.一种快速提取DNA的方法[J].江苏大学学 报:医学版,1995,5(1):55. [13]杨兰泽,高静.一种简单、快速提取DNA的方法I-J]. 生命的化学,1999,19(4):183. [14]谢志洁.健康产品中非法添加化学成分快速筛查方法 理论与实践[M].广州:华南理工大学出版社.2011: 21—25. E15]赵哲,任春华,江晓,等.荧光定量PCR与LAMP检 测IHHNV的特异性和灵敏性比较[J].水生生物学 报,2010,34(05):984—989. 口