等温扩增技术是一类在恒定温度下进行的核酸扩增方法,不需要温度循环,因此操作简便且成本较低,特别适合于现场快速检测和资源有限的环境。以下是几种主要的等温扩增技术及其详细叙述:
环介导等温扩增 (Loop-Mediated Isothermal Amplification, LAMP)
原理:LAMP技术由日本学者Notomi等人于2000年报道。该技术在60-65℃条件下进行,需要4条引物和具有链置换功能的嗜热脂肪芽孢杆菌DNA聚合酶(Bst DNA聚合酶)。LAMP利用4到6个特异引物针对靶基因的6个区域,在恒温条件下快速扩增核酸,通常在15-60分钟内实现10^9至10^10倍的扩增。LAMP的引物设计包括外引物和内引物,内引物含有两段序列,能够形成环状结构,促进DNA的指数级扩增。
特点:
高特异性:在恒定高温下进行,减少了非特异性扩增。
快速反应:短时间内完成大量核酸的扩增。
简单检测:通过观察反应液的浑浊度变化即可判断扩增结果,无需复杂的电泳或紫外观察。
低成本:不需要昂贵的PCR仪和试剂,适合资源有限的环境。
重组酶聚合酶扩增 (Recombinase Polymerase Amplification, RPA)
原理:RPA技术基于重组酶、单链结合蛋白和链置换DNA聚合酶介导的链侵入,在较低温度下进行等温扩增。
交叉引物扩增 (Crossing Primers Amplification, CPA)
原理:利用一对交叉引物在等温条件下扩增目标DNA序列。
链置换扩增 (Strand Displacement Amplification, SDA)
原理:利用DNA聚合酶在等温条件下进行链置换反应,实现目标DNA的扩增。
滚轮扩增技术 (Rolling Circle Amplification, RCA)
原理:通过滚环酶的作用,实现目标DNA的扩增。
HDA解旋酶依赖性扩增技术 (Helicase-Dependent Amplification, HDA)
原理:利用解旋酶在等温条件下进行DNA的扩增。
Whole Genome Amplification (WGA)
原理:使用具有链置换活性的DNA聚合酶实现整个基因组的稳定扩增。
这些等温扩增技术各有其独特的优势和适用场景,选择合适的技术可以根据具体的应用需求来决定。例如,LAMP技术由于其高特异性、快速反应和低成本的特点,特别适合于现场快速检测和资源有限的环境。而WGA技术则适用于需要扩增整个基因组的情况。