JPH0275958A - Dna検出法 - Google Patents
Dna検出法Info
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- JPH0275958A JPH0275958A JP22757788A JP22757788A JPH0275958A JP H0275958 A JPH0275958 A JP H0275958A JP 22757788 A JP22757788 A JP 22757788A JP 22757788 A JP22757788 A JP 22757788A JP H0275958 A JPH0275958 A JP H0275958A
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- JP
- Japan
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- dna
- probe
- fluorescent dye
- double
- stranded
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、DNAの検出法に関するものである。
更に詳細には1本発明は、医療、薬品、食品等の分野に
おいて、遺伝子あるいは感染症を誘発するウィルス等の
特定の塩基配列を有するDNAの検出法に関する。
おいて、遺伝子あるいは感染症を誘発するウィルス等の
特定の塩基配列を有するDNAの検出法に関する。
一般に、DNAの診断や変異DNAの検出にはプローブ
(探索子)が用いられ、プローブが結合するが、結合し
ないかによって、診断や検出の判断が行なわれている。
(探索子)が用いられ、プローブが結合するが、結合し
ないかによって、診断や検出の判断が行なわれている。
本発明では蛍光色素で標識されたDNAをプローブとし
て用いることによって、DNAと結合したかどうかをす
みやかに測定することができるようになるので、医療、
薬品、食品等バイオ関連技術におけるDNAの診断や変
異DNAの検出に大きく貢献するものである。
て用いることによって、DNAと結合したかどうかをす
みやかに測定することができるようになるので、医療、
薬品、食品等バイオ関連技術におけるDNAの診断や変
異DNAの検出に大きく貢献するものである。
(従来技術及び問題点)
遺伝子であるDNAは、4種の核酸塩基が高度に配列し
た2重らせん構造を構成しており、この塩基配列には、
ホルモン、酵素等の蛋白質の組成。
た2重らせん構造を構成しており、この塩基配列には、
ホルモン、酵素等の蛋白質の組成。
構造を決定する重要な遺伝情報が組み込まれている。こ
のヒトの遺伝子は5〜10万といわれるが、遺伝的ある
いは突然変異によって生じる異常や変化、あるいはウィ
ルスなどの外界から生体に侵入してくる外因性遺伝子に
よって生体機能のバランスが損なわれる。この遺伝子レ
ベルでの分析は、従来より臨床分野において染色体検査
として行われているが塩基配列として100万塩基以上
のものしか検出できず、これらは転座や欠失といった染
色体の構造異常として検査しているにすぎない。
のヒトの遺伝子は5〜10万といわれるが、遺伝的ある
いは突然変異によって生じる異常や変化、あるいはウィ
ルスなどの外界から生体に侵入してくる外因性遺伝子に
よって生体機能のバランスが損なわれる。この遺伝子レ
ベルでの分析は、従来より臨床分野において染色体検査
として行われているが塩基配列として100万塩基以上
のものしか検出できず、これらは転座や欠失といった染
色体の構造異常として検査しているにすぎない。
従って遺伝病等の遺伝子の変化、あるいは外因性遺伝子
に起因する疾患の診断にあたっては、臨床的な所見や生
化学的な検査法以外に直接DNAの変異を検出すること
ができれば非常に有力な手段となりうる。
に起因する疾患の診断にあたっては、臨床的な所見や生
化学的な検査法以外に直接DNAの変異を検出すること
ができれば非常に有力な手段となりうる。
最近では、比較的再現性のよいDNAの操作技術が確認
され、またさまざまなりNAプローブの開発によってD
NAを直接検出することが可能となり、DNA診断とし
て臨床検査への応用が急速に注目されつつある。このD
NA診断は病気という表現型の変化が生じる前に病気の
診断や予測を行うことが可能であり、さらに、遺伝病の
出生前診断においては、羊水中の細胞DNAを検査する
ことによって胎児の遺伝病の判定が可能、すなわち、ど
の体細胞のDNAでも検査対象とすることができる。
され、またさまざまなりNAプローブの開発によってD
NAを直接検出することが可能となり、DNA診断とし
て臨床検査への応用が急速に注目されつつある。このD
NA診断は病気という表現型の変化が生じる前に病気の
診断や予測を行うことが可能であり、さらに、遺伝病の
出生前診断においては、羊水中の細胞DNAを検査する
ことによって胎児の遺伝病の判定が可能、すなわち、ど
の体細胞のDNAでも検査対象とすることができる。
現在DNAに関する検究は、 RFLP(1’lest
rictionFragment Length Po
lymorphism)連鎖解析を中心として活発に行
われ、特に約30種の遺伝病の遺伝子の変異も報告され
ている。検出法としては適当な制限酵素で切断したDN
A断片をポリアクリルアミド、あるいはアガロースゲル
等を用いる電気泳動法によって分離、ニトロセルロース
膜などに固定化後、マーカーで標識されたプローブDN
Aとのハイブリダイゼーション(DNAの2本鎖形成)
により検出する、いわゆるサザンブロッティング法が主
流である。マーカーとしては従来より、放射性同位体(
RI)が用いられ高感度分析が行われてきたが、RIが
高価であり、また取り扱いの危険性、半減期が短く安定
したプローブを得にくいなどの問題がある。このような
観点から非RI標識プローブの開発が盛んに行われてき
た。これらには、ビオチン−アビジン法、ハプテン標識
法、ラベザイムーPOD法、ケミプローブ法などがあげ
られるが。
rictionFragment Length Po
lymorphism)連鎖解析を中心として活発に行
われ、特に約30種の遺伝病の遺伝子の変異も報告され
ている。検出法としては適当な制限酵素で切断したDN
A断片をポリアクリルアミド、あるいはアガロースゲル
等を用いる電気泳動法によって分離、ニトロセルロース
膜などに固定化後、マーカーで標識されたプローブDN
Aとのハイブリダイゼーション(DNAの2本鎖形成)
により検出する、いわゆるサザンブロッティング法が主
流である。マーカーとしては従来より、放射性同位体(
RI)が用いられ高感度分析が行われてきたが、RIが
高価であり、また取り扱いの危険性、半減期が短く安定
したプローブを得にくいなどの問題がある。このような
観点から非RI標識プローブの開発が盛んに行われてき
た。これらには、ビオチン−アビジン法、ハプテン標識
法、ラベザイムーPOD法、ケミプローブ法などがあげ
られるが。
これらは短鎖のオリゴヌクレオチドをプローブとした場
合の標識物の立体障害による2本鎖形成のμ■害、ある
いは高価な酵素等の使用などの欠点を有する。さらに、
従来の検出法によるためサンプルDNAの電気泳動、固
定化などの煩雑な操作を必要とするのが現状である。
合の標識物の立体障害による2本鎖形成のμ■害、ある
いは高価な酵素等の使用などの欠点を有する。さらに、
従来の検出法によるためサンプルDNAの電気泳動、固
定化などの煩雑な操作を必要とするのが現状である。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、上記問題点を解決するもので、高価なRIや
酵素等をマーカーとして使用することなしに、安価で、
DNAの固定化等の煩雑な操作なしに、簡易、迅速に特
定の塩基配列を有するDNAを検出することを目的とし
てなされたものである。
酵素等をマーカーとして使用することなしに、安価で、
DNAの固定化等の煩雑な操作なしに、簡易、迅速に特
定の塩基配列を有するDNAを検出することを目的とし
てなされたものである。
本発明は、蛍光標識された一本鎖DNAプローブを、分
析検体中のDNAと接触させて2本鎖DNAを形成させ
、2本鎖形成前の蛍光偏光と2本鎖形成後の蛍光偏光と
の変位を測定して検体中のDNAに、プローブに対応す
る塩基配列が存在することを検出する方法である。
析検体中のDNAと接触させて2本鎖DNAを形成させ
、2本鎖形成前の蛍光偏光と2本鎖形成後の蛍光偏光と
の変位を測定して検体中のDNAに、プローブに対応す
る塩基配列が存在することを検出する方法である。
本発明では、蛍光標識された一本鎖DNAプローブが、
例えば、DNAの3′末端に、アミノ基を少なくとも1
つ有するデオキシヌクレオチド誘導体を結合させ、更に
インチオシアネート基を少なくとも1つ有する蛍光色素
を結合したものが使用される四 本発明で使用するプローブの製造において、アミノ基を
少なくとも1つ有するデオキシヌクレオチド誘導体とし
ては、脂肪族1級アミンを有するものが反応性にすぐれ
ている。例として8−(6−アミノヘキシル)−アミノ
アデノシン−5′−トリフオスフェートや5−(3−ア
ミノアリル)−ウリジン−5′−トリフオスフェートな
どがあげられるが、これに限定されるものではない。
例えば、DNAの3′末端に、アミノ基を少なくとも1
つ有するデオキシヌクレオチド誘導体を結合させ、更に
インチオシアネート基を少なくとも1つ有する蛍光色素
を結合したものが使用される四 本発明で使用するプローブの製造において、アミノ基を
少なくとも1つ有するデオキシヌクレオチド誘導体とし
ては、脂肪族1級アミンを有するものが反応性にすぐれ
ている。例として8−(6−アミノヘキシル)−アミノ
アデノシン−5′−トリフオスフェートや5−(3−ア
ミノアリル)−ウリジン−5′−トリフオスフェートな
どがあげられるが、これに限定されるものではない。
また1本発明において、イソチオシアネート基を少なく
とも1つ有する蛍光色素としては、フルオレッセインイ
ソチオシアネート(FITC) 、テトラメチルローダ
ミンイソチオシアネート(TRITC)、エオシンイン
チオシアネート、などがあげられる。
とも1つ有する蛍光色素としては、フルオレッセインイ
ソチオシアネート(FITC) 、テトラメチルローダ
ミンイソチオシアネート(TRITC)、エオシンイン
チオシアネート、などがあげられる。
DNAの3′末端にアミノ基を少なくとも1つ有するデ
オキシヌクレオチド誘導体を結合させる場合は、デオキ
シヌクレオチジルトランスフェラーゼ又はポリアデニレ
ートポリメラーゼを用いるのが好ましい。
オキシヌクレオチド誘導体を結合させる場合は、デオキ
シヌクレオチジルトランスフェラーゼ又はポリアデニレ
ートポリメラーゼを用いるのが好ましい。
DNAはアミノ基を少なくとも1つ有するデオキシヌク
レオチド誘導体及びデオキシヌクレオチジルトランスフ
ェラーゼ又はポリアデニレートポリメラーゼを反応させ
た後、酵素及び未反応のデオキシヌクレオチド誘導体を
分離除去する。
レオチド誘導体及びデオキシヌクレオチジルトランスフ
ェラーゼ又はポリアデニレートポリメラーゼを反応させ
た後、酵素及び未反応のデオキシヌクレオチド誘導体を
分離除去する。
酵素反応は、リン酸緩衝液、カコジル酸緩衝液などを用
い、PH5〜9程度、温度30〜40℃程度で行なわれ
る。
い、PH5〜9程度、温度30〜40℃程度で行なわれ
る。
酵素反応によって得られたアミノ基を少なくとも1つ有
するデオキシヌクレオチド誘導体を3′末端に結合した
DNAにはイソチオシアネート基を少なくとも1つ有す
る蛍光色素を加えて反応させ、未反応の蛍光色素を分離
除去することによって蛍光色素で標識されたDNAを得
ることができる。
するデオキシヌクレオチド誘導体を3′末端に結合した
DNAにはイソチオシアネート基を少なくとも1つ有す
る蛍光色素を加えて反応させ、未反応の蛍光色素を分離
除去することによって蛍光色素で標識されたDNAを得
ることができる。
本発明においては、プローブDNAに標識された蛍光色
素の偏光を観測するこによりDNAを検出することがで
きる。すなわち、蛍光色素を標識した短鎖のオリゴヌク
レオチドをプローブとして、検体中の特定の塩基配列を
持つDNAを認識して2本鎖を形成し、これによって生
じる蛍光色素の偏光変化を測定することによって、特定
のDNAを検出する。
素の偏光を観測するこによりDNAを検出することがで
きる。すなわち、蛍光色素を標識した短鎖のオリゴヌク
レオチドをプローブとして、検体中の特定の塩基配列を
持つDNAを認識して2本鎖を形成し、これによって生
じる蛍光色素の偏光変化を測定することによって、特定
のDNAを検出する。
励起光を垂直方向に偏光してサンプルに照射した場合、
生じる蛍光は、励起光と同じ方向の吸収モーメントを持
つ分子のみが励起され、蛍光を発するためにその垂直成
分と水平成分の強度比が異って観測される、すなわち偏
光が生じる。しかしながら、通常この偏光は、励起分子
の急速な回転ブラウン運動によって緩和され、a測され
ないことが多い、短い一本鎖プローブDNAに標識され
た蛍光色素を考えた場合、まずプローブDNAが、大き
なサンプルDNA中の特定の塩基配列を認識して相補的
な2本鎖形成を行う。このみかけ上の分子量の増大によ
って標識された蛍光色素の速い回転運動が緩和されて、
偏光異方性が大きくなることが期待される。すなわち、
偏光度の変化を観測することによって、プローブDNA
とサンプルDNAとの2本鎖形成、つまりプローブDN
Aと相補鎖を持つDNAの検出が可能となる。もちろん
、サンプル中に相補鎖がない場合、プローブDNAは2
本鎖を形成せず、したがって偏光の変化は観測されない
。
生じる蛍光は、励起光と同じ方向の吸収モーメントを持
つ分子のみが励起され、蛍光を発するためにその垂直成
分と水平成分の強度比が異って観測される、すなわち偏
光が生じる。しかしながら、通常この偏光は、励起分子
の急速な回転ブラウン運動によって緩和され、a測され
ないことが多い、短い一本鎖プローブDNAに標識され
た蛍光色素を考えた場合、まずプローブDNAが、大き
なサンプルDNA中の特定の塩基配列を認識して相補的
な2本鎖形成を行う。このみかけ上の分子量の増大によ
って標識された蛍光色素の速い回転運動が緩和されて、
偏光異方性が大きくなることが期待される。すなわち、
偏光度の変化を観測することによって、プローブDNA
とサンプルDNAとの2本鎖形成、つまりプローブDN
Aと相補鎖を持つDNAの検出が可能となる。もちろん
、サンプル中に相補鎖がない場合、プローブDNAは2
本鎖を形成せず、したがって偏光の変化は観測されない
。
(発明の効果)
本発明により、従来サザンブロッティング法など煩雑な
操作を必要としていた臨床分野におけるDNAの診断を
迅速、簡易に行うことが可能となる。すなわちDNAの
変異、あるいは感染症を誘発するウィルス等の外因性遺
伝子を迅速、簡易に検出することにより、各種の病気の
初期段階での診断、予防、治療が可能となる。
操作を必要としていた臨床分野におけるDNAの診断を
迅速、簡易に行うことが可能となる。すなわちDNAの
変異、あるいは感染症を誘発するウィルス等の外因性遺
伝子を迅速、簡易に検出することにより、各種の病気の
初期段階での診断、予防、治療が可能となる。
(実施例)
実施例1
重合度12−18のオリゴアデノシンをプローブDNA
として、3′末端にターミナルデオキシヌクレオチジル
トランスフェラーゼを用いて8−(6−アミノヘキシル
)−アミノ−5′−トリフオスフェートを重合し、さら
にフルオレッセインイソチオシアネートを反応させて蛍
光色素を4Lat、た。このプローブDNAに相補鎖を
持つポリチミジンを添加し、40℃、30分間2本鎖形
成を行った。第1図にポリチミジンの添加量の増加に対
する蛍光異方性比を示した。プローブであるオリゴアデ
ノシンが大きなポリチミジンと2本鎖形成を行い標識さ
れた蛍光色素の急速な回転ブラウン運動が緩和されたた
めに偏光異方性比が増大した。従って、この偏光異方性
比の増大により、プローブの2本鎖形成が確認された。
として、3′末端にターミナルデオキシヌクレオチジル
トランスフェラーゼを用いて8−(6−アミノヘキシル
)−アミノ−5′−トリフオスフェートを重合し、さら
にフルオレッセインイソチオシアネートを反応させて蛍
光色素を4Lat、た。このプローブDNAに相補鎖を
持つポリチミジンを添加し、40℃、30分間2本鎖形
成を行った。第1図にポリチミジンの添加量の増加に対
する蛍光異方性比を示した。プローブであるオリゴアデ
ノシンが大きなポリチミジンと2本鎖形成を行い標識さ
れた蛍光色素の急速な回転ブラウン運動が緩和されたた
めに偏光異方性比が増大した。従って、この偏光異方性
比の増大により、プローブの2本鎖形成が確認された。
実施例2
プラスミドpBR322の検出を行った。プローブDN
AとしてpBR322中の20塩基(620−639)
の配列を持つオリゴヌクレオチドを CYCLONE DNA 5YNTHESIZER(B
iosearch、 Inc、 )で合成して使用した
。サンプルのpBR322は制限酵素EcoRIにより
7mM MgCl、と125mM NaC1を含む10
mMTris−HCI緩衝液(pH7,5)中で24時
間反応させて直鎖のDNAとした。また、このpBR3
22とλ−DNAのそれぞれの水溶液を15分間煮沸し
、急冷することによって−本領DNAサンプルとした。
AとしてpBR322中の20塩基(620−639)
の配列を持つオリゴヌクレオチドを CYCLONE DNA 5YNTHESIZER(B
iosearch、 Inc、 )で合成して使用した
。サンプルのpBR322は制限酵素EcoRIにより
7mM MgCl、と125mM NaC1を含む10
mMTris−HCI緩衝液(pH7,5)中で24時
間反応させて直鎖のDNAとした。また、このpBR3
22とλ−DNAのそれぞれの水溶液を15分間煮沸し
、急冷することによって−本領DNAサンプルとした。
実施例1と同様に蛍光色素を標識した合成プローブDN
Aを各サンプルDNAにそれぞれ加え、5xssPE緩
衝液(pH8,0)中で、60℃、4時間ハイブリダイ
ゼーションを行った。表1に得られた偏光異方性を示す
、ブランクあるいはプローブDNAと相補鎖を持たない
λ−DNAに比べてpBR322ではより大きな偏光異
方性が得られた。すなわちこの偏光異方性の増大により
pBR322の検出ができた。
Aを各サンプルDNAにそれぞれ加え、5xssPE緩
衝液(pH8,0)中で、60℃、4時間ハイブリダイ
ゼーションを行った。表1に得られた偏光異方性を示す
、ブランクあるいはプローブDNAと相補鎖を持たない
λ−DNAに比べてpBR322ではより大きな偏光異
方性が得られた。すなわちこの偏光異方性の増大により
pBR322の検出ができた。
第1表
本発明のDNA迅速、簡易検出法は、プローブとして用
いたオリゴヌクレオチドに標識された蛍光色素の偏光異
方性を測定するものであり、この変化により、特定の塩
基配列を有するDNAの検出が可能となった。
いたオリゴヌクレオチドに標識された蛍光色素の偏光異
方性を測定するものであり、この変化により、特定の塩
基配列を有するDNAの検出が可能となった。
第1図は、本発明においてオリゴアデノシンをプローブ
とした場合の、ポリチミジンの添加量に対する偏光異方
性変化を示したものである。 代理人 弁理士 戸 1)親 男
とした場合の、ポリチミジンの添加量に対する偏光異方
性変化を示したものである。 代理人 弁理士 戸 1)親 男
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、蛍光標識された一本鎖DNAプローブを、分析検体
中のDNAと接触させて2本鎖DNAを形成させ、2本
鎖形成前の蛍光偏光と2本鎖形成後の蛍光偏光との変位
を測定して検体中のDNAに、プローブに対応する塩基
配列が存在することを検出する方法。 2、蛍光標識された一本鎖DNAプローブが、DNAの
3′末端に、アミノ基を少なくとも1つ有するデオキシ
ヌクレオチド誘導体を結合させ、更にイソチオシアネー
ト基を少なくとも1つ有する蛍光色素を結合させたもの
であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22757788A JPH0275958A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | Dna検出法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22757788A JPH0275958A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | Dna検出法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0275958A true JPH0275958A (ja) | 1990-03-15 |
Family
ID=16863096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22757788A Pending JPH0275958A (ja) | 1988-09-13 | 1988-09-13 | Dna検出法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0275958A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0838199A (ja) * | 1994-04-18 | 1996-02-13 | Becton Dickinson & Co | 核酸増幅の蛍光偏光検出方法 |
| DE4418691A1 (de) * | 1994-05-28 | 1996-02-22 | Boehringer Mannheim Gmbh | 3'-(4'-) nicht-radioaktiv markierte Nukleoside und Nukleotide mit Aminocarbonsäure-, Peptid- oder Carbonsäure-Spacer |
| US5939256A (en) * | 1992-11-27 | 1999-08-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Detection of nucleic acid hybrid variation which interacts with double helix or with second reagent through double helix by charge transfer and probe for hybridizing with target nucleic acid |
| WO1999060158A1 (en) * | 1998-05-19 | 1999-11-25 | Laboratory Of Molecular Biophotonics | Solid phase for detecting nucleic acid and method for detecting nucleic acid |
| US6124342A (en) * | 1993-12-27 | 2000-09-26 | Canon Kk | Pharmaceutical compositions containing pyrylium compounds, pyrylium salts and process for manufacturing a medicament containing the aforesaid compounds |
| US6297008B1 (en) | 1996-10-03 | 2001-10-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for detecting target nucleic acid, process for quantifying the same, and pyrylium compound for chemiluminescence analysis |
| WO2014089645A1 (pt) | 2012-12-11 | 2014-06-19 | Web Equipamentos Elétricos S.A. - Motores | Sistema de dreno para máquinas elétricas e máquinas elétricas compreendendo o mesmo |
-
1988
- 1988-09-13 JP JP22757788A patent/JPH0275958A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5939256A (en) * | 1992-11-27 | 1999-08-17 | Canon Kabushiki Kaisha | Detection of nucleic acid hybrid variation which interacts with double helix or with second reagent through double helix by charge transfer and probe for hybridizing with target nucleic acid |
| US6124342A (en) * | 1993-12-27 | 2000-09-26 | Canon Kk | Pharmaceutical compositions containing pyrylium compounds, pyrylium salts and process for manufacturing a medicament containing the aforesaid compounds |
| US6242477B1 (en) | 1993-12-27 | 2001-06-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Pharmaceutical compositions containing pyrylium compounds, pyrylium salts and process for manufacturing a medicament containing the aforesaid compounds |
| JPH0838199A (ja) * | 1994-04-18 | 1996-02-13 | Becton Dickinson & Co | 核酸増幅の蛍光偏光検出方法 |
| DE4418691A1 (de) * | 1994-05-28 | 1996-02-22 | Boehringer Mannheim Gmbh | 3'-(4'-) nicht-radioaktiv markierte Nukleoside und Nukleotide mit Aminocarbonsäure-, Peptid- oder Carbonsäure-Spacer |
| US6297008B1 (en) | 1996-10-03 | 2001-10-02 | Canon Kabushiki Kaisha | Process for detecting target nucleic acid, process for quantifying the same, and pyrylium compound for chemiluminescence analysis |
| WO1999060158A1 (en) * | 1998-05-19 | 1999-11-25 | Laboratory Of Molecular Biophotonics | Solid phase for detecting nucleic acid and method for detecting nucleic acid |
| WO2014089645A1 (pt) | 2012-12-11 | 2014-06-19 | Web Equipamentos Elétricos S.A. - Motores | Sistema de dreno para máquinas elétricas e máquinas elétricas compreendendo o mesmo |
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