一种新型冠状病毒检测基因芯片制造技术

本发明专利技术提供了一种基因芯片，所述基因芯片能够用于检测是否存在新型冠状病毒SARS‑CoV‑2以及，如果存在的话，测定SARS‑CoV‑2的基因组序列；包含所述基因芯片的试剂盒；以及使用所述基因芯片来检测是否存在新型冠状病毒SARS‑CoV‑2以及，如果存在的话，测定SARS‑CoV‑2的基因组序列的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种新型冠状病毒检测基因芯片
本专利技术提供了一种基因芯片，所述基因芯片能够用于检测是否存在新型冠状病毒SARS-CoV-2以及，如果存在的话，测定SARS-CoV-2的基因组序列。
技术介绍
严重急性呼吸系统综合症冠状病毒2型(SARS-CoV-2)引发的疫情已在全球蔓延，截至2020年7月14日，已造成全球超过1300万人确诊新型冠状病毒肺炎COVID-19，超过57万患者死亡，并且人数仍在迅速增加。随着世界范围内COVID-19疫情的发展，多个国家进入公共卫生紧急状态，全球科学家都在抓紧研究更好的检测、治疗、防控手段。目前，对于SARS-CoV-2病毒进行检测，总体可以分为抗体检测和核酸检测两大类。抗体是病毒感染人体后，刺激人体免疫细胞特异性产生的一类免疫球蛋白，利用抗原和抗体特异性结合原理，可通过抗原检测抗体的存在，从而间接证明人体已感染新型冠状病毒。抗体检测最大的优势在于方便快捷，检测时间较短；但在疾病的感染早期，人体内可能还没有产生抗体，所以抗体检测存在窗口期，并且存在个体免疫应答差异，因此抗体检测对早期新型冠状病毒的检测仍存在假阴性的可能。同时，由于交叉反应，也可能产生假阳性。核酸是病毒的遗传物质，对病毒序列的特征序列进行检测可用来确定是否发生病毒感染。核酸检测具有早期诊断、灵敏度和特异性较高等特点，是确诊新冠肺炎的“金标准”。目前使用最广泛的核酸检测手段是实时荧光定量RT-PCR(q-PCR)技术，但q-PCR检测存在以下问题：(一)可能会出现假阴性：由于q-PCR检测是以点概面(仅针对病毒基因组上2-3个位点，覆盖<0.5％病毒基因组)，通过判断与扩增引物对应的长度为一百多个碱基对的病毒特征序列存在与否来判读是否为阳性感染病人，因此在遇到目标区域变异、目标区域降解、背景干扰等原因时容易导致检测失败，采样不当、标本保存不当、采用不同类型的标本以及使用不同厂家试剂都可能造成核酸检测结果出现“假阴性”从而导致漏诊；(二)检测精度低：一般检测精度在50-70％，所以需要通过二次或更多次重复检测来弥补缺陷；(三)对检测设备或平台要求较高：一方面，高灵敏度的q-PCR仪价格不菲；另一方面，对实验室的洁净度和操作人员要求也较高。另外，SARS-CoV-2作为一种RNA病毒，突变率极高，这可能助长其传播和毒性，并且由于快速突变，为其核酸检测的准确性带来很多负面影响。根据国家药品监督管理局官网上的信息，截止2020年03月27日，国家药监局已经应急批准23个新型冠状病毒检测产品，其中新型冠状病毒核酸检测试剂15个，抗体检测试剂8个。这些新型冠状病毒检测产品并未克服上述抗体检测或核酸检测的缺点。此外，TomokoMatsuda等人于2020年2月20日发表在预印本网站arXiv上的研究报告(Phylogeneticanalysesofthesevereacuterespiratorysyndromecoronavirus2reflectedtheseveralroutesofintroductiontoTaiwan,theUnitedStates,andJapan)显示：新型冠状病毒的来源始终存在争议，如果对阳性样本大规模测序，积累的大数据可以真正确定病毒来源和进化方向；摸清病毒来源、传播路径、演化方向，对下一步防控具有重大的意义。这表明：对SARS-CoV-2病毒进行多样本、大规模的精准测序将有助于查清病毒的来源和进化方向，以便指导后续的防控工作。中国工程院院士李兰娟团队于2020年4月14日发表在预印本网站medRxiv上的研究报告(Patient-derivedmutationsimpactpathogenicityofSARS-CoV-2,HangpingYao等人)指出：新型冠状病毒株的变异和多样性或被大大低估；不同变异毒株在细胞病变效应和病毒载量方面差异可达270倍；一种三核苷酸突变能大大增强病毒的复制速率和致病能力，发现这种突变的病人保持了45天的核酸阳性。这表明：SARS-CoV-2病毒检测不仅需要判断SARS-CoV-2存在与否，还需要精准判读SARS-CoV-2的基因变异情况，以便指导后续的隔离、治疗等措施。Next-GenerationSequencing(二代测序)技术是病毒核酸检测的一种备选方法，其通过对病毒基因组全序列碱基进行测序解析，可以获得病毒基因组序列的全部信息。但是，二代测序的读长较短，导致对病毒的全基因组序列进行组装的困难较大，为了提高覆盖度和准确性，必须采用比较高的测序深度，从而加剧了二代测序成本高、时间长的缺点。鉴于此，二代测序技术只适合用于少量样本的科学研究，而不适合用于大规模的常规检测。事实上，目前在针对广泛人群进行SARS-CoV-2病毒筛查的实践中，也没有选择应用二代测序技术来进行筛查。因此，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种新的方法，其能够检测是否存在新型冠状病毒SARS-CoV-2以及，如果存在的话，测定SARS-CoV-2的基因组序列，该方法能够实现早期诊断、方便快捷、高通量、高灵敏度、高特异性和高准确率，同时降低假阴性率和假阳性率。
技术实现思路
本专利技术提供了一种基因芯片，其能够用于检测是否存在新型冠状病毒SARS-CoV-2以及，如果存在的话，测定SARS-CoV-2的基因组序列，所述基因芯片包含29846组探针，每组探针包含8条长度为25bp的探针，这8条探针覆盖所述SARS-CoV-2基因组的同一区段，每组探针中的第一探针与所述SARS-CoV-2基因组的该区段完全相同，第二探针、第三探针和第四探针与所述第一探针仅在一个特定位点处不同且在该特定位点处分别为A、T、C、G中其余三种碱基，第五探针、第六探针、第七探针、第八探针分别与所述第一探针、第二探针、第三探针、第四探针完全互补，各组探针中的所述特定位点对应所述SARS-CoV-2基因组中的不同位点且所有所述特定位点全面覆盖了所述SARS-CoV-2基因组的第13-29858位，所述特定位点是所述探针中的第13位。本专利技术还提供了一种试剂盒，所述试剂盒包括如本专利技术所述的基因芯片。本专利技术还提供了一种方法，其能够用于检测是否存在新型冠状病毒SARS-CoV-2以及，如果存在的话，测定SARS-CoV-2的基因组序列，所述方法包括以下步骤：(1)对待检测的实验样本进行RNA提取、逆转录、扩增、荧光标记以及片段化；(2)使步骤(1)的产物与如本专利技术所述的基因芯片杂交，(3)基于所述基因芯片上的探针与所述步骤(1)的产物的杂交信号，确定所述待检测的实验样本中是否存在新型冠状病毒SARS-CoV-2以及，如果存在的话，测定SARS-CoV-2的基因组序列。本专利技术还涉及如本专利技术所述的基因芯片或如本专利技术所述的试剂盒或如本专利技术所述的方法用于冠状病毒亚科内的新病毒预警的用途。附图说明图1示出了本专利技术的探针设计方法的示意图，其中各探针亚组中的特定位点(以粗体并加下划线显示)分别对应于SARS-CoV-2基因组第14本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基因芯片，其能够用于检测是否存在新型冠状病毒SARS-CoV-2以及，如果存在的话，测定SARS-CoV-2的基因组序列，所述基因芯片包含29846组探针，每组探针包含8条长度为25bp的探针，这8条探针覆盖所述SARS-CoV-2基因组的同一区段，每组探针中的第一探针与所述SARS-CoV-2基因组的该区段完全相同，第二探针、第三探针和第四探针与所述第一探针仅在一个特定位点处不同且在该特定位点处分别为A、T、C、G中其余三种碱基，第五探针、第六探针、第七探针、第八探针分别与所述第一探针、第二探针、第三探针、第四探针完全互补，各组探针中的所述特定位点对应所述SARS-CoV-2基因组中的不同位点且所有所述特定位点全面覆盖了所述SARS-CoV-2基因组的第13-29858位，所述特定位点是所述探针中的第13位。/n

【技术特征摘要】
1.一种基因芯片，其能够用于检测是否存在新型冠状病毒SARS-CoV-2以及，如果存在的话，测定SARS-CoV-2的基因组序列，所述基因芯片包含29846组探针，每组探针包含8条长度为25bp的探针，这8条探针覆盖所述SARS-CoV-2基因组的同一区段，每组探针中的第一探针与所述SARS-CoV-2基因组的该区段完全相同，第二探针、第三探针和第四探针与所述第一探针仅在一个特定位点处不同且在该特定位点处分别为A、T、C、G中其余三种碱基，第五探针、第六探针、第七探针、第八探针分别与所述第一探针、第二探针、第三探针、第四探针完全互补，各组探针中的所述特定位点对应所述SARS-CoV-2基因组中的不同位点且所有所述特定位点全面覆盖了所述SARS-CoV-2基因组的第13-29858位，所述特定位点是所述探针中的第13位。


2.如权利要求1所述的基因芯片，其中所述基因芯片是原位合成基因芯片。


3.一种试剂盒，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周巍，何沛中，汪旭，许国强，
申请(专利权)人：生捷科技杭州有限公司，生捷科技嘉兴有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33