一种多重核酸原位检测方法及探针和试剂盒技术

本发明专利技术涉及基因检测技术领域，尤其涉及一种多重核酸原位检测方法

【技术实现步骤摘要】
一种多重核酸原位检测方法及探针和试剂盒


[0001]本专利技术涉及基因检测
，尤其涉及一种多重核酸原位检测方法及探针和试剂盒
。

技术介绍

[0002]空间转录组是一项快速发展的技术，因为它有望帮助人们了解各种组织的内在异质性
。
其中，基于成像的方法具有最高的空间分辨率，可以解析
RNA
在细胞甚至亚细胞中的分布
。
由于光学通道的限制，通常一次只能用少于5个荧光通道来标记
RNA(
如，
RNA Scope
，
Stellaris smFISH
，一次染色最多可以检测4种不同的
RNA)。
虽然利用超分辨
(
单轮
32
种
)
或荧光寿命显微镜
(
例如
MOSAICA
，文章中做到了
10
种
)
等策略可以突破传统光学通道的限制，但它依赖于专门的仪器
。
因此，通常采用多轮标记和条带循环来编码更多的
RNA
种类，并通过荧光序列进行解码
。
[0003]然而，循环荧光标记也带来了诸多不便和问题
。
它需要复杂的仪器设备，包括流体
、
成像和温度控制，因此很难在大多数生物实验室推广
。
此外，一个信号点在不同周期的荧光信号需要精确定位，微小的组织变形或位移也会造成巨大影响
。
一些技术为了解决这个问题，利用每一轮的单轮单通道信息进行
RNA
编码，无需通过轮间信息来解码
RNA
，即可支持十几条甚至更多的
RNA
图谱，例如：
RNAscope HiPlex v2
可以通过3轮反应完成
12
种
RNA
的检测，
pai
‑
FISH
在2轮反应内完成
24
种
RNA
的检测，但这些技术在成本
、
时间和
RNA
多重性可扩展性方面仍存在不便
。
此外，由于液体在厚组织中的扩散和交换速度较慢，三维原位
RNA
分析较为困难，通常需要更长的多轮反应和成像时间
。
[0004]因此，有必要提出一种通过单轮染色实现多重核酸原位检测的方法
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种多重核酸原位检测方法及探针和试剂盒，可以通过单轮染色就可以实现多重核酸的原位检测
。
[0006]本专利技术提供了一种多重核酸原位检测方法，至少包括以下步骤：
[0007]S1、
设计挂锁探针集，挂锁探针集中的挂锁探针的两个末端序列为和靶标核酸序列毗邻互补的结合序列，中间的连接序列为编码序列，编码序列用于对结合序列进行编码；
[0008]每条编码序列包括
m
个区段序列，每个区段序列用于结合一种颜色荧光探针，编码序列结合的
m
种荧光探针的颜色不同；
2≤m≤8
；每种颜色的区段序列包括分别至少两个子区段序列，子区段序列用于与同一颜色
、
不同强度值的荧光探针结合；
[0009]S2、
取待测样品，用挂锁探针集进行原位杂交，进行扩增反应得到扩增产物，对编码序列的信息进行信号放大；
[0010]S3、
采用荧光探针对扩增产物进行染色，对染色后的扩增产物成像，得到多个信号点，待测样品中的一个靶标核酸序列对应一个信号点；
[0011]S4、
对每个信号点采用
m
个通道对颜色和强度值进行解码，根据解码结果获得待测
样品中靶标核酸的原位分布信息；解码原则为：全部编码序列中，
m
‑
p
个通道中的
m
‑
p
个颜色的总强度值相同，
0≤p≤3。
[0012]可选的，在
S1
中，在
m
种颜色的区段序列中，选定
p
种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、100
％的荧光探针结合的两个子区段序列；其余
(m
‑
p)
种颜色的区段序列包括分别与不同的强度值的荧光探针结合的多个子区段序列，
(m
‑
p)
种颜色的强度值总和为0或
100
％，
2≤
子区段序列的个数
≤10
，
0≤p≤3。
[0013]可选的，其余
(m
‑
p)
种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、1/n
±
a1、2/n
±
a2、3/n
±
a3、
……
、(n
‑
1)/n
±
a
(n
‑
1)
、1
的荧光探针结合的
n+1
个子区段序列；
a1、a2、a3、
……
、a
(n
‑
1)
各自独立的选自
0.01
～
0.1
中的任一数值，且满足0＜
1/n
±
a1＜
2/n
±
a2＜
3/n
±
a3＜
……
＜
(n
‑
1)/n
±
a
(n
‑
1)
＜1，
1≤n≤9
，
0≤p≤3。
[0014]可选的，其余
(m
‑
p)
种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、1/n、2/n、3/n、
……
、(n
‑
1)/n、1
的荧光探针结合的
n+1
个子区段序列，
1≤n≤9
，
0≤p≤3。
[0015]可选的，通过荧光标记探针与非荧光标记探针混合，获得同一颜色
、
不同强度值的荧光探针
。
[0016]可选的，步骤
S4
中解码包括：提取信号点的
m
个通道的颜色，并识别每个通道的颜色的强度值，根据每个通道的颜色的强度值，得到解码结果，解码结果为
m
位的数值，每一位数值对应一种颜色的强度值，所选定颜色识别强度值0和强度值
100
％，其余
(m
‑
p)
种颜色的强度值之和为0或
100...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种多重核酸原位检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、
设计挂锁探针集，所述挂锁探针集中的挂锁探针的两个末端序列为和靶标核酸序列毗邻互补的结合序列，中间的连接序列为编码序列，所述编码序列用于对所述结合序列进行编码；每条所述编码序列包括
m
个区段序列，每个区段序列用于结合一种颜色荧光探针，所述编码序列结合的
m
种荧光探针的颜色不同；
2≤m≤8
；每种颜色的区段序列包括分别至少两个子区段序列，所述子区段序列用于与同一颜色
、
不同强度值的荧光探针结合；
S2、
取待测样品，用所述挂锁探针集进行原位杂交，进行扩增反应得到扩增产物，对所述编码序列的信息进行信号放大；
S3、
采用荧光探针对所述扩增产物进行染色，对染色后的所述扩增产物成像，得到多个信号点，获取信号点不同颜色通道的荧光强度值；所述待测样品中的一个靶标核酸序列对应一个信号点；
S4、
对每个信号点采用
m
个通道对颜色和强度值进行解码，根据解码结果获得所述待测样品中所述靶标核酸的原位分布信息；所述解码原则为：全部所述编码序列中，
(m
–
p)
个通道中的
(m
–
p)
个颜色的总强度值相同，
0≤p≤3。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在
S1
中，在
m
种颜色的区段序列中，选定
p
种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、100
％的荧光探针结合的两个子区段序列；其余
(m
‑
p)
种颜色的区段序列包括分别与不同的强度值的荧光探针结合的多个子区段序列，
(m
‑
p)
种颜色的强度值总和为0或
100
％，
2≤
子区段序列的个数
≤10
，
0≤p≤3。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，其余
(m
‑
p)
种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、1/n
±
a1、2/n
±
a2、3/n
±
a3、
……
、(n
‑
1)/n
±
a
(n
‑
1)
、1
的荧光探针结合的
n+1
个子区段序列；
a1、a2、a3、
……
、a
(n
‑
1)
各自独立的选自
0.01
～
0.1
中的任一数值，且满足0＜
1/n
±
a1＜
2/n
±
a2＜
3/n
±
a3＜
……
＜
(n
‑
1)/n
±
a
(n
‑
1)
＜1；优选的，其余
(m
‑
p)
种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、1/n、2/n、3/n、
……
、(n
‑
1)/n、1
的荧光探针结合的
n+1
个子区段序列；
1≤n≤9。4.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，当
m
＝4，
p
＝1，
n
＝4时，每条所述编码序列包括4个区段序列；选定一种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、100
％的荧光探针结合的两个子区段序列；其余3种颜色的区段序列包括分别与强度值为
0、25
％
、50
％
、75
％
、100
％的荧光探针结合的5个子区段序列，所述挂锁探针集包括
31
条挂锁探针
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过荧光标记探针与非荧光标记探针混合，获得同一颜色
、
不同强度值的荧光探针
。6.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤
S4
中解码包括：提取信号点的
m
个通道的颜色，并识别每个通道的颜色的强度值，根据每个通道的颜色的强度值，得到解码结果，所述解码结果为
m
位的数值，每一位数值对应一种颜色的强度值，所选定颜色识别强度值0和强度值
100
％，其余
(m
‑
p)
种颜色的强度值之和为0或
100
％
。7.
根据权利要求6所述的方法，其特征在于，得到解码结果后，根据挂锁探针集设计时所确立的所述编码序列和所述靶标核酸对应关系，根据所述解码结果获得所述靶标
RNA
在
所述待测样品中的种类和分布信息
。8.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在
S2
中，所述扩增反应采用滚环复制技术
。9.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述待测样品选自：冷冻组织切片
、
石蜡包埋样品
、
厚度不大于
100
微米的组织；优选的，当待测样本的厚度大于
10
微米时，
S2
完成后进行除脂，并在成像前进行折射率匹配
。10.
一种挂锁探针集，其特征在于，所述挂锁探针集包括多条挂锁探针；所述挂锁...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄岩谊，常天翊，赵诗卉，邓昆月，唐明川，廖智钊，姜梦成，韩无极，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：