基于TaqMan 探針的實時熒光LAMP檢測肉制品中鴨源性成分研究

柳夢思，時國強，高娜婷，焦義然，孫旭飛，孟亞南，董振國

（1.河北三獅生物科技有限公司，河北 石家莊 050035；2.河北農(nóng)業(yè)大學 食品科技學院，河北 保定 071000；3.河北農(nóng)業(yè)大學 生命科學學院，河北 保定 071000）

近年來，公眾對肉制品的消費需求逐年增長［1～2］。隨著食品加工工藝不斷提高，很大程度改變了食材原有的色澤、味道、紋理、氣味等特性，傳統(tǒng)的感官鑒別技術(shù)已無法對食材的真?zhèn)芜M行準確的鑒定［3-5］。其中，肉類及肉制品摻假已成為食品質(zhì)量控制面臨的重要挑戰(zhàn)之一［6］。由于鴨肉的紋理色澤和牛羊肉較為接近，一些不法商家為獲得高額利潤，會以廉價的鴨肉冒充高價的牛羊肉進行銷售［7-8］。因此，建立快速有效的鴨源性成分鑒定對于肉制品行業(yè)的監(jiān)管具有重要的現(xiàn)實意義。

目前，肉類認證檢測技術(shù)以定性檢測為主，主要包括光譜法、質(zhì)譜法、色譜法、酶聯(lián)免疫吸附（Enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）法、聚合酶鏈式反應（Polymerase chain reaction,PCR）法、環(huán)介導等溫擴增（Loop-mediated isothermal amplification，LAMP）法等［9-18］。其中光譜法、質(zhì)譜法和色譜法需要昂貴且精密的儀器，所用試劑價格較高，檢測成本高，且對操作人員的專業(yè)素質(zhì)要求較高，限制了其在肉類檢測中的推廣應用；ELISA 法操作步驟繁瑣，檢測時間長，且樣品加工處理可能導致蛋白質(zhì)變性，在加工肉制品中的應用受到限制；PCR 法依賴于昂貴的熱循環(huán)儀，且需要繁瑣的凝膠電泳來判定結(jié)果；LAMP 由于其快速簡便、儀器廉價等優(yōu)勢迅速發(fā)展起來［19-23］。但常規(guī)LAMP 法需要通過凝膠電泳法判定結(jié)果，無法進行定量檢測，易產(chǎn)生非特性擴增，造成“假陽性”［24］。

本研究通過引入TapMan 探針，建立基于TapMan探針的實時熒光LAMP 方法（TaqMan-LAMP），與常規(guī)LAMP 法相比，TaqMan-LAMP 既可以實現(xiàn)定性檢測，又可以實現(xiàn)定量檢測，可有效避免非特異性擴增，為肉制品中鴨源性成分的定量檢測提供新的實用方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用動物源樣品：包括鴨肉、牛肉、羊肉、豬肉、雞肉、馬肉、驢肉、蝦肉、鴿子肉、鸚鵡肉、狐貍?cè)狻Ⅳ滛~、鯉魚、鼠肉、水貂均購自各大型超市及電商平臺的單一品類生鮮肉，并經(jīng)國家標準方法GB/T38164-2019［25］進行驗證。市售待檢樣品：通過菜市場、超市及各線上平臺共采購了47 份牛、羊、豬肉制品，包括牛肉速凍水餃、羊肉速凍水餃、豬肉速凍水餃、牛肉干、牛肉卷、黑椒牛肉餡餅半成品、合成牛排、撒尿牛丸、牛肉漢堡餅、生羊肉串、熟羊肉串、羊肉卷、羊肉燒麥、羊肉烤包子、豬肉脯、豬肉四喜丸子、豬肉香腸、豬肉小籠包、牛肉小籠包等。

1.2 儀器

BBEX-32 全自動核酸提取純化儀（廣州灣區(qū)生物科技有限公司）；Q162D 實時熒光定量PCR 儀（河北三獅生物科技有限公司）。

1.3 核酸提取

根據(jù)Baypure 磁珠法動物組織基因組DNA 提取試劑盒（廣州灣區(qū)生物科技有限公司）說明書要求對各樣品進行DNA 提取，核酸樣本冷藏備用。

1.4 引物探針設(shè)計

從Genbank 數(shù)據(jù)庫中找到鴨線粒體cytb基因（GenBank：EU585609.1）序列保守區(qū)域，使用primer explorer v5 網(wǎng)站設(shè)計LAMP 引物組，包括內(nèi)引物（FIP/BIP）、外引物（F3/B3）及環(huán)引物（LB/LF）。分別使用LB/LF 設(shè)計為LBP/LFP 探針，于3′端與5′端修飾熒光基團-FAM 與淬滅基團-BHQ1。引物及探針由上海生工合成，序列見表1 和表2。

表1 TaqMan-LAMP 引物和探針序列Table 1 The primer and probe sequences of TaqMan-LAMP

表2 熒光定量PCR 引物和探針序列Table 2 The primer and probe sequences of realtime fluorescence quantitative PCR

參照GB/T38164—2019 合成鴨源特異性引物和探針，序列見表2。

1.5 TaqMan-LAMP 檢測方法的建立

LAMP 檢測方 法包含：1×ThermoPol Buffer（Vazyme），8U Bst DNA Polymerase Large Fragment（Vazyme），1.4 mmol MgSO4（Vazyme），1.4 mmol dNTPs（Sanshibio），0.5 μL SYTO-9（life technology），F(xiàn)IP 和BIP 各2.0 μmol，F(xiàn)3 和B3 各0.5 μmol，0.5 μmol LB/LF，1.0 μL 模板DNA，（根據(jù)試驗設(shè)計選擇是否添加），ddH2O 補足25 μL，反應條件：60 ℃，1 min（采集熒光FAM），40 個循環(huán)。

TaqMan-LAMP 檢測方法包含：1×ThermoPol Buffer（Vazyme），8U Bst DNA Polymerase Large Fragment（Vazyme），5U Taq DNA polymerase（E001，Sanshibio），1.4 mmol MgSO4（Vazyme），1.4 mmol dNTPs（Sanshibio），F(xiàn)IP 和BIP 各2.0 μmol，F(xiàn)3 和B3 各0.5 μmol，1.5 μmol LB/LF 與LFP/LBP 組合，根據(jù)試驗設(shè)計選擇組合添加，1.0 μL 模板DNA，ddH2O 補足25 μL，反應條件為：60 ℃，1 min（采集熒光FAM），40 個循環(huán)。

實時熒 光PCR 檢測方 法：2× Probe qPCR Mix（EH002，Sanshibio），F(xiàn)、R 和P 各5.0 μmol，5.0 μL 模板DNA，ddH2O 補足25 μL，反應條件：95 ℃/2 min，95 ℃/15 s，65 ℃/80 s（采集熒光FAM），40 個循環(huán)。

1.6 特異性試驗

使用TaqMan-LAMP 檢測方法分別對提取的鴨肉、牛肉、羊肉、豬肉、雞肉、馬肉、驢肉、蝦肉、鴿子肉、鸚鵡肉、狐貍?cè)?、魷魚、鯉魚、鼠肉及水貂等基因組DNA 檢測，以無酶無菌水為陰性對照，測試TaqMan-LAMP 體系的特異性。

1.7 靈敏度試驗

將鴨肉與羊肉混合，使鴨肉質(zhì)量濃度依次為10%、1%、0.1%、0.01%、0.001%、0.0001%，充分混勻后，進行核酸提取，分別使用LAMP、TaqMan-LAMP 和實時熒光PCR 法對各梯度核酸模板進行測試，并計算擴增結(jié)果的線性相關(guān)系數(shù)（R2）＞0.980 為靈敏度合格。

1.8 重復性試驗

采用TaqMan-LAMP 檢測方法對低質(zhì)量濃度鴨源核酸樣品進行8 次重復測試，以ddH2O 為陰性對照，對Ct值的變異系數(shù)CV值進行計算，CV＜3%為靈敏度合格。

1.9 實際樣品檢測

同時使用LAMP、TaqMan-LAMP 和實時熒光PCR 法對市售47 份肉制品鴨源成分進行檢測，以實時熒光PCR 作為對照，確定該檢測方法的相對敏感性、相對特異性、相對符合率，對該檢測方法作出評價。分別按下列公式進行計算：

相對敏感性=真陽性數(shù)/（真陽性數(shù)+假陰性數(shù)）；

相對特異性=真陰性數(shù)/（真陰性數(shù)+假陽性數(shù)）；

相對符合率=（真陽性數(shù)+真陰性數(shù)）/被檢總數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 TaqMan-LAMP 體系建立

在LAMP 檢測方法的內(nèi)引物（FIP、BIP）和外引物（F3、B3）上，加入不同環(huán)引物或環(huán)引物探針組合，分別建立了LAMP（無LB/LF）、LAMP（LF）、LAMP（LB）和LAMP（LB/LF）4 種LAMP 檢測體系，以及LAMP（LBP/LF）與LAMP（LB/LFP）2種TaqMan-LAMP 檢測方法，以熒光定量PCR 法作為對照，對同一鴨源核酸進行檢測，結(jié)果見表3。

表3 不同檢測體系的檢測結(jié)果Table 3 Results of the different detection systems

結(jié)果顯示，所建立的恒溫檢測方法（Ct值對應的即為檢測時間）相對于熒光定量PCR 法（Ct值為17.57，對應的PCR 檢測時間約為32 min），檢測時間更短。雙環(huán)引物LAMP 比無環(huán)引物及單環(huán)引物的檢測時間均更短，表明體系中加入的環(huán)引物在形成擴增元過程中起到了加速的作用。將其中一條環(huán)引物引入熒光/淬滅基團，由于LAMP（LBP+LF）較LAMP（LB+LFP）檢測時間更短，故優(yōu)選LAMP（LBP+LF）為TaqMan-LAMP 檢測體系進行鴨源性成分檢測。

2.2 特異性檢測結(jié)果

為驗證引物的特異性，本研究分別以提取的鴨肉、牛肉、羊肉、豬肉、雞肉、馬肉、驢肉、蝦肉、鴿子肉、鸚鵡肉、狐貍?cè)?、魷魚、鯉魚、鼠肉和水貂等基因組DNA 作為模板，以ddH2O 作為陰性對照，采用TaqMan-LAMP 方法進行檢測。結(jié)果如圖1 所示，只有鴨肉出現(xiàn)典型的“S”型擴增曲線，呈現(xiàn)陽性結(jié)果，而其他動物源性成分均未出現(xiàn)擴增曲線，判定為陰性結(jié)果。表明TaqMan-LAMP 檢測方法具有良好的特異性。

圖1 TaqMan-LAMP 檢測方法特異性檢測結(jié)果Fig. 1 Specificity result of TaqMan-LAMP method

2.3 靈敏度檢測結(jié)果

將鴨肉分別與生羊肉混合，使其質(zhì)量濃度（w/w）依次為10%、1%、0.1%、0.01%、0.001%、0.0001%，充分混勻后，進行核酸提取，分別采用LAMP、TaqMan-LAMP 和熒光定量PCR 法進行檢測，結(jié)果見表4。

表4 靈敏度檢測結(jié)果Table 4 Test results of sensibility

結(jié)果顯示，與LAMP 檢測方法相比，TaqMan-LAMP 法靈敏度一致，均為0.001%（w/w），且陰性對照無“假陽性”結(jié)果；與熒光定量PCR 法相比，TaqMan-LAMP 法擴增結(jié)果的線性相關(guān)系數(shù)（R2）相當，均大于0.999，且可在更短時間（25.92 min）內(nèi)完成靈敏度為0.001%（w/w）的準確檢測。

2.4 重復性檢測結(jié)果

采用TaqMan-LAMP 檢測體系對低質(zhì)量濃度0.001%鴨源核酸樣品進行8 次重復測試，以ddH2O為陰性對照，檢測結(jié)果如圖2 所示。

圖2 重復性檢測結(jié)果Fig. 2 Repeatability of test results

對Ct值的變異系數(shù)CV值進行計算，CV值為1.99%。TaqMan-LAMP 檢測方法靈敏度合格，檢測結(jié)果穩(wěn)定。

2.5 實際樣品結(jié)果

以GB/T38164-2019 實時熒光PCR 法鴨源檢測方法為對照，使用TaqMan-LAMP 和LAMP（LB/LF）檢測體系同時對收集的47 份肉制品進行平行測試，見表5。結(jié)果顯示，LAMP（LB/LF）檢測體系的相對敏感性為100%，但出現(xiàn)了2 份“假陽性”結(jié)果，故影響了相對特異性和相對符合率（分別為88.89%和95.74%）；而本研究所建立的TaqMan-LAMP 檢測方法相對敏感性、相對特異性和相對符合率均為100%。

表5 實際樣品檢測結(jié)果Table 5 Accuracy of test results

3 結(jié)論

本研究建立了快速有效的TaqMan-LAMP 檢測方法，用于檢測肉制品中的鴨源性成分。結(jié)果表明，該檢測方法的特異性良好，可在30 min 內(nèi)完成準確檢測，靈敏度為0.001%（w/w），重復性好。通過對47 份實際樣品檢測，與國標法相比，該方法相對敏感性、特異性和符合率均為100%?？傊?，本研究建立的鴨源性成分TaqMan-LAMP 檢測方法快速、特異性強、靈敏度高，適用于肉制品中鴨源性成分的快速檢測，為肉制品中摻假成分的檢測提供了一種新方法。