近日，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院安光所光電子中心生物醫(yī)學(xué)光學(xué)團(tuán)隊(duì)在基于微流控CRISPR-Dx的病原體即時檢測技術(shù)研究方面取得重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果發(fā)表在生物傳感領(lǐng)域國際頂級期刊《生物傳感與生物電子學(xué)》上。

基于CRISPR/Cas的病原體分子診斷技術(shù)，利用CRISPR/Cas系統(tǒng)特異性識別和切割靶基因序列的特性，不僅可以準(zhǔn)確識別病原體的特定基因片段，還能對基因的突變、缺失等異常進(jìn)行高分辨率檢測，為疾病的診斷和治療提供了關(guān)鍵分子信息。該項(xiàng)技術(shù)賦予了分子診斷前所未有的精準(zhǔn)度，又被稱為最有可能替代PCR的“下一代分子診斷技術(shù)”，但它也面臨著檢測靈敏度低、通量少、依賴多種實(shí)驗(yàn)設(shè)備等不足，難以滿足現(xiàn)場即時檢驗(yàn)（POCT）場景下，多種病原體準(zhǔn)確、快速、便捷檢測的需求。

為解決這一難題，安光所研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將空間編碼微流控芯片與等溫擴(kuò)增- CRISPR/Cas12a 技術(shù)深度融合，設(shè)計(jì)并制備了雙階段空間編碼離心式微流控芯片，實(shí)現(xiàn)了等溫擴(kuò)增和 CRISPR/Cas12a 檢測過程的物理空間分離，通過兩階段離心，有效避免了擴(kuò)增后開蓋操作導(dǎo)致的氣溶膠污染，且可根據(jù)病原體靶標(biāo)數(shù)量設(shè)計(jì)通道數(shù)，顯著提升了病原體檢測的靈敏度及靶標(biāo)數(shù)量。開發(fā)了集成升降式加熱平臺、高速離心模塊及實(shí)時熒光檢測的一體化分子即時檢測POCT分析系統(tǒng)（Lift-CM），該系統(tǒng)采用分區(qū)式溫控設(shè)計(jì)，適用于多種等溫擴(kuò)增方式，同時兼具體積小、集成度高、操作簡便，通過手機(jī) APP 即可完成全流程控制，讓CRISPR-Dx分子診斷技術(shù)擺脫了對多個高精密儀器設(shè)備的束縛，使其在資源受限環(huán)境中具備更高的適用性。

通過與傳統(tǒng)的CRISPR檢測技術(shù)進(jìn)行對比發(fā)現(xiàn)，Lift-CM系統(tǒng)在檢測烈性病原體質(zhì)控品（CCHFV、EBOV質(zhì)粒）及流感病毒分型（H1N1, H3N2、 H5N1、H7N9、 IBV）臨床樣本方面，表現(xiàn)出較高的準(zhǔn)確性和便捷性，在30分鐘內(nèi)即可完成等溫擴(kuò)增與CRISPR/ Cas12a全過程檢測，獲得陰陽性結(jié)果。這種準(zhǔn)確、快速、集成化程度高的病原體POCT 檢測方案，為野外應(yīng)急防疫、社區(qū)疾病初篩及居家健康監(jiān)測提供了全新的替代方案，為疾病的早發(fā)現(xiàn)、早診斷、早治療創(chuàng)造了有利條件。

該項(xiàng)工作的第一作者為安徽醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)碩士生疏濤煒，通訊作者為朱燦燦副研究員和朱靈研究員。本研究得到了中國科學(xué)院青促會人才項(xiàng)目及合肥物質(zhì)院院長基金高技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目支持。

文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566325000521

Lift-CM系統(tǒng)工作流程