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QIAcuity 数字PCR系统助力药用植物品系鉴定及掺假成份检测

2022.3.15

一年一度315，今天我们来聊聊 “掺假”。掺假行为严重影响到市场规则、降低人们的生活品质、甚至威胁人们的身体健康。要取得这场战争的胜利，除了依赖于各种法律法规的约束，还需要有灵敏、准确、便利的检测方法与检测利器。从基因水平上进行检测，相对于传统的理化方法来说，是一种极其准确的方法。近年来发展起来的数字PCR技术，鉴于其更高的灵敏度、精确度、抑制剂耐受度等特点，已被应用于各类掺假的检测中。接下来我们以QIAGEN推出的QIAcuity数字PCR系统的应用为例，聊一聊数字PCR如何用于罗勒和圣罗勒品种鉴定及商品化产品的掺假检测。

640 应用案例

数字PCR技术用于罗勒和圣罗勒品种鉴定及商业化产品掺假检测

背景

罗勒属植物（学名：Ocimum），是含有多种用途的草药。其中Ocimum tenuiflorum (OS) 圣罗勒被称为“长生不老药”和“草药女王”，具有降血压、降血糖、镇痛、消炎等功效，被广泛用于医疗和美容，市场需求量在2000-3000吨/年。在其巨大利润驱动下，不良供应商为了降低成本，常会添加虚假成分或以假乱真。Ocimum basilicum (OB) 罗勒具有芳香性，主要用于增香剂。令人头疼的是各种罗勒属植物，在形态上非常相似，常规手段难以检测，更易产生混淆行为。

本文作者依托PCR及数字PCR技术，建立起针对罗勒属样本高效的检测方案，并与常规的食品理化检测结果进行对比，该方案未来在实际应用中将会更好地保障消费者的权益。

材料

植物样本：罗勒 (OB)，圣罗勒 (OS)，美罗勒 (OG) 和黄荆 (VN)

商业化样本：45份不同专柜或网店购买的Tulsi茶/粉（圣罗勒商业化名称）

方法

作者首先分别针对罗勒(OB)、圣罗勒 (OS) 叶绿体全基因组序列，建立并优化OB和OS单重及双重PCR反应体系，并使用上述4种植物DNA混合样本进行引物特异性验证。

接下来作者利用上述优化好的单重及双重PCR Assay对45份商品化样本进行检测，并与GC-MS、HPLC法检测结果对比。进而建立并优化数字PCR反应体系，并测定检测下限。

结果

PCR法检测下限为罗勒 (OB) 0.1 ng DNA、圣罗勒 (OS) 0.5 ng DNA，数字PCR技术罗勒 (OB) 和圣罗勒 (OS) 检测下限为0.001ng DNA (1copy)。
45例商业化样本检测结果：4例纯正的 OS Tulsi茶/粉、17例OB罗勒茶、22例Tulsi茶中掺杂了OB罗勒，2例样本OB、OS均未检出。
同时食品理化分析方法检测结果为显示45个样本中，只有31个样本OB或OS或两者都检测到，其余14例样品中均未检测到。
结果表明，与PCR方法相比，基于化学的方法在中药配方中对植物的鉴定并不可靠。

结论

对于罗勒和圣罗勒品种鉴定及商品化产品掺假检测而言，从分子水平上进行检测和鉴定是非常必要的，相对于传统的理化分析方法，PCR/dPCR检测具有高灵敏、高准确度以及操作流程更简单等优势。

尤其值得指出的是数字PCR技术相较于普通PCR在检测和鉴定罗勒和圣罗勒基因组DNA上具有更高的灵敏度。与此同时，本文作者也指出对于500bp左右的扩增片段检测，数字PCR则需要进一步的优化，进而有助于检测低至0.0001ng DNA。

QIAGEN的 QIAcuity数字PCR系统被用于该项研究，整个实验流程具备自动化、操作简单、耗时短等特点。该系统采用全自动集成式一体化设计，使用微流体技术，配备不同通量的纳米微孔板，可以精确地将样本进行微分化处理，形成上万个独立的反应单元，具有极高的检测灵敏度及准确度。同时，最多可支持5个荧光通道检测，可同时进行8 x 96个样本的运行，支持高通量、大样本量的检测。耗时短，从制备到结果判读最快2个小时完成。

总而言之，QIAcuity数字PCR系统具有更简单的操作流程，更高的自动化程度。

参考文献：

A duplex PCR assay for authentication of Ocimum basilicum L. and Ocimum tenuiflorum L in Tulsi churna

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