深圳大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院劉翼振副教授團隊在Nature Index期刊Analytical Chemistry（中科院大類一區(qū)，TOP期刊）上發(fā)表了題為“From Lab to Home: Ultrasensitive Rapid Detection of SARS-CoV-2 with a Cascade CRISPR/Cas13a-Cas12a System Based Lateral Flow Assay”的研究論文。全文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c02726。副教授劉翼振與副研究員陳勇為論文通訊作者，碩士研究生胡镕渙為第一作者，深圳大學(xué)為唯一通訊單位。本研究得到了科技部國家重點研發(fā)計劃、廣東省自然科學(xué)基金面上項目和深圳市科技計劃穩(wěn)定支持項目的大力支持。

創(chuàng)新背景

在COVID-19大流行期間，居家檢測作為一種快速、便捷且低成本的診斷手段，在公共衛(wèi)生防控中發(fā)揮了重要作用。然而，市售抗原檢測試劑盒由于靈敏度不足，易導(dǎo)致假陰性結(jié)果；RT-PCR盡管靈敏度高，但需實驗室環(huán)境支持，不適合家庭使用。劉翼振團隊研發(fā)了一種結(jié)合CRISPR級聯(lián)系統(tǒng)與側(cè)向流免疫層析分析的新型檢測方法，能夠?qū)崿F(xiàn)無擴增條件下的高靈敏度SARS-CoV-2檢測，解決了現(xiàn)有檢測方法的不足。

圖1. CLEAR體系原理示意圖

研究亮點

1.創(chuàng)新檢測體系CLEAR：該研究提出了一種無擴增、高靈敏度的POC檢測方法，通過使用病毒核酸快速釋放劑預(yù)處理鼻咽拭子樣本，僅需3-5分鐘；隨后與CLEAR試劑反應(yīng)30分鐘即可在33攝氏度下檢測。該方法在紙基試紙條上顯示結(jié)果，可實現(xiàn)快速、直觀的檢測。

2.超高靈敏度與特異性：CLEAR體系能夠在30分鐘內(nèi)檢測新冠病毒RNA特異性序列，檢出限（LOD）低至1 aM。對于CT值小于34.93的臨床樣本，CLEAR實現(xiàn)了100%的陽性和陰性符合率。這一性能大幅提升了家庭檢測的可能性與可靠性。

3.精準分型檢測：通過編程化的crRNA設(shè)計，該系統(tǒng)能夠精準識別K417N、K417T和L452R等單堿基突變位點，實現(xiàn)對SARS-CoV-2變異株的無擴增分型。實驗結(jié)果顯示，CLEAR體系在對標準品和臨床樣本的分型檢測中表現(xiàn)優(yōu)異，具備應(yīng)用于多種呼吸道病原體檢測的潛力。

4.便捷與經(jīng)濟性：CLEAR體系設(shè)計為家庭檢測工具，具有便捷操作、經(jīng)濟高效的特點。與傳統(tǒng)的PCR檢測相比，該方法顯著降低了污染風(fēng)險和檢測時間，非常適合在資源有限的環(huán)境中使用。

圖2. CLEAR體系對臨床樣本的分型檢測

未來展望

本研究不僅為居家分子檢測提供了新的解決方案，還展示了CRISPR技術(shù)在公共衛(wèi)生和家庭診斷領(lǐng)域的巨大潛力。未來，基于CRISPR的檢測技術(shù)有望擴展至其他病原體的檢測，為更加廣泛的健康監(jiān)測和疾病防控提供支持。這項技術(shù)的發(fā)展標志著在實驗室之外實現(xiàn)高靈敏、可靠的疾病檢測邁出了重要的一步。