病原核酸提取VS病毒核酸提取
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2026-03-23
核酸提取是分子诊断、疫病监测、病原学研究的核心前置步骤,其提取效率、纯度直接决定下游PCR、qRT-PCR、高通量测序等技术的准确性与灵敏度。在临床诊断中,感染病的检测常需兼顾“单一病原感染”和“混合感染”,例如人类呼吸道感染可能同时存在病毒和细菌感染,此时病原核酸提取技术的“广谱性”就显得尤为重要,需同时提取样本中病毒、细菌等多种病原的核酸,为精准诊断和对症治疗提供依据。与人类临床诊断相比,兽医诊断的样本复杂性更高、场景更特殊,核酸提取技术是核心支撑手段——病毒核酸提取主要用于单一动物病毒疫病的确诊和载量监测(如非洲猪瘟病毒、高致病性禽流感病毒检测),病原核酸提取则用于多病原筛查和未知病原鉴定(如动物混合感染检测),二者的合理应用,直接决定了兽医诊断的准确性和时效性,对动物疫病的防控和净化具有重要意义。
图:新型冠状病毒电镜照片
病原是指能够引发感染的各类微生物,包括病毒、细菌、支原体、衣原体、真菌、寄生虫等,因此病原核酸提取的样本覆盖范围极广,且复杂性更高,核心特征体现在以下3点:
(1)样本来源多样:涵盖人类临床样本(血液、痰液、咽拭子、粪便、脑脊液、病变组织等)与动物疫病样本(血清、组织匀浆、粪便、鼻拭子、精液、胎盘组织等),不同样本的理化性质差异显著——如血液样本富含血红蛋白、血浆蛋白,粪便样本含有大量多糖、胆盐、微生物群落,病变组织样本则夹杂宿主细胞碎片、胶原纤维等。
(2)杂质种类繁多:除宿主细胞核酸(占比极高,常干扰目标病原核酸检测)外,还含有蛋白质、脂类、多糖、核酸酶、抑制剂(如粪便中的胆盐、血液中的血红蛋白,会抑制PCR酶活性)等,且不同病原对应的样本杂质差异较大,如真菌、细菌样本需额外去除细胞壁相关杂质,寄生虫样本则需破解虫卵外壳。
(3)目标核酸异质性强:病原核酸包括DNA(细菌、真菌、DNA病毒、寄生虫)与RNA(RNA病毒、支原体),且不同病原的核酸丰度差异极大——如结核分枝杆菌在痰液样本中丰度极低,而急性感染期的细菌样本中,目标核酸丰度较高;同时,不同病原的核酸结构差异显著,如细菌基因组为环状双链DNA,支原体为线性双链DNA,RNA病毒为单链或双链RNA,增加了提取难度。
病毒核酸提取的目标仅为病毒(包括DNA病毒、RNA病毒),样本复杂性相对较低,但因病毒自身结构特点,仍存在特定挑战,核心特征体现在以下3点:
(1)样本来源聚焦但病毒载量差异大:样本多为含病毒的体液、分泌物或组织匀浆(如人类咽拭子、血液、肺泡灌洗液,动物鼻拭子、组织匀浆、唾液等),虽来源相对集中,但病毒载量波动极大——如感染早期病毒载量极低,急性感染期载量较高,且部分病毒(如RNA病毒)易降解,进一步降低有效核酸丰度。
(2)杂质以宿主核酸和蛋白质为主:病毒多寄生在宿主细胞内,样本中除病毒核酸外,主要杂质为宿主细胞核酸(DNA/RNA)、宿主蛋白质,以及少量样本基质杂质(如拭子中的纤维、组织匀浆中的细胞碎片),相较于病原核酸提取,杂质种类更单一,主要干扰来自宿主核酸的污染。
(3)病毒结构影响核酸释放:病毒具有蛋白质衣壳,部分病毒(如包膜病毒)还含有脂质包膜,核酸被衣壳和包膜包裹,需通过特定裂解方式(如酶解、去污剂处理)破坏衣壳与包膜,才能释放核酸;不同病毒的衣壳厚度、包膜完整性差异较大,如RNA病毒衣壳较脆弱,而部分DNA病毒衣壳坚硬,裂解难度不同。
病原核酸提取的核心目标是高效提取样本中所有潜在病原的核酸(包括DNA、RNA),兼顾不同病原核酸的得率与纯度,尽可能减少宿主核酸、杂质的干扰,满足后续多病原筛查、高通量测序等需求,适用于混合感染检测、未知病原鉴定等场景。而病毒核酸提取的核心目标是特异性富集样本中的病毒核酸(DNA或RNA,根据病毒类型选择),最大限度去除宿主核酸、蛋白质等杂质,提高病毒核酸的纯度与浓度,满足病毒特异性检测(如qRT-PCR)、病毒测序等需求,适用于单一病毒感染确诊、病毒载量监测等场景。
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病原核酸提取 (Pathogen NA Extraction) |
病毒核酸提取 (Viral NA Extraction) |
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覆盖范围 |
病毒、细菌、真菌、寄生虫等所有病原体 |
仅针对病毒(DNA病毒和RNA病毒) |
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细胞结构 |
含细胞壁结构(细菌/真菌)或无细胞结构(病毒) |
无细胞结构,仅含蛋白质衣壳和包膜 |
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裂解难度 |
难度大:革兰阳性菌需酶解/机械破壁、寄生虫样本则需破解虫卵外壳 |
相对简单:主要破坏蛋白质衣壳 |
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核酸类型 |
DNA为主(细菌/真菌),或DNA/RNA(病毒) |
DNA或RNA(根据病毒类型) |
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宿主去除 |
常需差异裂解去除宿主细胞背景 |
富集策略不同,部分需宿主去除 |
为了应对上述挑战,翌圣提供高效、快速的病原核酸提取解决方案,帮助您解决病原提取中诸多难点,进一步提高病原检测的灵敏度。
MolPure® Magnetic Pathogen DNA/RNA Kit 磁珠法病原DNA/RNA提取试剂盒(18306ES)
(1)样本兼容性好:兼容拭子、全血、血浆、痰液、肺泡灌洗液、脑脊液等样本;
(2)操作简便快速:单样本提取仅需40min;
(3)病原菌适用性广:化学法与机械法相结合,纯化的核酸(DNA/RNA)包括病毒、支原体、细菌、真菌等微生物;
(4)自动化程度高:搭配翌圣AP-96自动化提取仪器,完美释放双手。
产品性能展示:
图:血液样本中不同细菌的提取效率
提取肺泡灌洗液中细菌:将低拷贝数的白色念球菌、粪肠球菌、草分枝杆菌、肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌,分别掺入肺泡灌洗液中,按18306和竞品A提取流程进行提取,使用qPCR法对提取得到的微生物核酸进行定量,检测的平均Ct值越低,表示检出率越高。结果显示:18306ES对肺泡灌洗液样本中不同微生物的提取效率优于竞品A。
图:肺泡灌洗液样本中不同细菌的提取效率
提取拭子样本中细菌:将低拷贝数的白色念球菌、粪肠球菌、草分枝杆菌、肺炎克雷伯菌和金黄色葡萄球菌,分别掺入拭子样本中,按18306和竞品A提取流程进行提取,使用qPCR法对提取得到的微生物核酸进行定量,检测的平均Ct值越低,表示检出率越高。
结果显示:18306ES对拭子样本中不同微生物的提取效率优于竞品A。
图:拭子样本中不同细菌的提取效率
提取血浆样本中的细菌、真菌:将院内培养的金葡菌稀释10倍、100倍,真菌(镰刀菌、酵母菌)菌液稀释1000倍,以血浆作为基质,分别采用18306和竞品B提取之后,针对细菌、真菌特异性位点进行qPCR扩增,扩增的Ct值如下,结果显示:18306ES对金葡菌、镰刀菌提取的DNA得率与竞品B相当。
图:细菌和真菌的提取效率
MolPure® Magnetic Universal Viral DNA/RNA Kit 磁珠法通用病毒DNA/RNA提取试剂盒 (18521ES)
(1)样本兼容性好:兼容拭子、全血、血浆、肺泡灌洗液、脑脊液等样本;
(2)操作简便快速:搭配翌圣AP-96N自动化提取仪,20 min分钟内可实现96个样本的提取;
(3)高效灵敏:低拷贝样本的检出率高,降低漏检的风险。
产品性能展示:
动物疫病样本提取:将含有非洲猪瘟病毒阳性样本按18521和竞品B提取流程进行提取,使用qPCR法对ASFV进行定量,检测的平均Ct值越低,表示检出率越高。结果显示:针对非洲猪瘟样本,18521对提取效率优于竞品B。
图:非洲猪瘟不同样本的提取效率
人流感病毒样本提取:将含有腺病毒5型阳性样本、腺病毒7型阳性样本、呼吸道合胞病毒RSV阳性拭子样本,采用18521和竞品A提取流程进行提取,使用qPCR法对提取得到的病毒核酸进行定量,检测的平均Ct值越低,表示检出率越高。结果显示:针对人DNA和RNA病毒阳性样本,18521对提取效率优于竞品A。
图:拭子样本流感病毒的提取效率
【翌圣·病原核酸提取·产品选择指南】





