监测环境紫外辐射对生态系统和人类健康至关重要，但传统紫外剂量计缺乏检测 DNA 水平损伤的分子敏感性。本文提出一种基于 CRISPR/Cas12a 的生物传感平台，通过检测 DNA 激活子中紫外诱导的胸腺嘧啶二聚体来量化太阳紫外暴露。该系统利用胸腺嘧啶二聚体导致 crRNA 与 DNA 激活子错配，从而抑制 Cas12a 的顺式识别...
鸭瘟病毒（DPV）是畜禽环境中高传染性的α-疱疹病毒，可造成鸭群严重发病和经济损失，亟需特异性诊断工具。本研究开发了一种用于检测DPV强毒株的新型荧光生物传感器（R-C-CHA），将重组酶聚合酶扩增（RPA）、CRISPR/Cas12a系统和催化发夹组装（CHA）信号增强策略相结合。RPA引物针对DPV-CHv保守UL2基因区域设计...
本研究报道了一种用于快速、准确检测细菌的便携式低成本生物传感器，可为临床护理中的感染控制提供新工具。作者提出一种基于变构 DNA 探针直接调控 Cas12a 反式切割活性的简单高灵敏大肠杆菌检测策略。变构检测探针将目标识别序列与 CRISPR/Cas12a 系统的抑制性适配体整合在一起；当探针结合特定目标后发生构象变化，从而消除对 ...
基于CRISPR/Cas的诊断方法具有高度特异性，但依赖荧光标记探针和复杂核酸提取流程，限制了现场应用。为此，本文开发了一种无标记、免设备的检测平台，整合FTA卡核酸提取、CRISPR/Cas12a识别和预折叠G-四联体（G4）–硫黄素T（ThT）信号报告系统。该平台利用G4与ThT的结构结合产生可见荧光，避免昂贵的荧光标记；FTA...
金黄色葡萄球菌耐药性分析对降低肺炎等疾病死亡率至关重要，但耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的敏感准确检测仍具挑战。本研究开发了一种基于 CRISPR/Cas12a 系统的荧光生物传感器，用于无标记、超灵敏检测 MRSA 中的 mecA 基因。该传感器利用 Cas12a/crRNA 特异性识别 mecA 基因，识别后触发 Cas1...
本文报道了CRISPR/Cas12a反式切割激活的一种新调控机制：与向导RNA部分匹配的小型环状DNA纳米结构（Cir-mediator）仅能极弱地激活Cas12a核糖核蛋白（RNP），而将其线性化后可恢复激活。基于此，作者建立了自催化Cas12a环状DNA扩增反应（AutoCAR）体系，使单个核酸靶标可激活多个RNP，大幅提高每个...
骨关节炎（OA）因高经济负担、致残性和疼痛已成为严重社会问题。现有临床影像手段虽能评估OA发生与进展，但通常只能在出现明显结构退变和临床症状的II期检出，而血管内皮生长因子（VEGF）诱导的血管生成在OA早期及全程均存在，使VEGF相关基因序列有望成为早期诊断和疾病监测的生物标志物。本文开发了一种简便、快速的VEGF相关单链DNA（...
CRISPR/Cas 生物技术为生物传感器开发提供了高效平台。现有 CRISPR/Cas12a 传感系统虽可用于核酸、小分子、小蛋白和微生物检测，但均依赖 DNA 报告子，限制了进一步应用。本研究建立了一种基于 RNA 报告子的 CRISPR/Cas12a 生物传感系统。基础系统中，Cas12a 与 gRNA 形成核糖核蛋白复合物，...
本研究提出一种基于CRISPR/Cas12a检测3′–5′外切酶活性的方法。3′–5′外切酶（Exo III）参与DNA修复、复制校对等细胞过程，其表达失衡与癌症等疾病风险增加相关。作者将Cas12a激活序列构建于发夹探针（HP）的5′端，使探针形成平末端。当HP的3′端被Exo III水解时，原本隐藏的Cas12a激活序列被暴露，...
针对清真食品掺假这一全球性问题，本文提出一种基于CRISPR/Cas12a介导的重组酶聚合酶扩增（RPA）检测方法，将RPA等温扩增与Cas12a切割相结合，用于检测食品中的猪源成分。作者优化了Cas12a切割步骤的试剂浓度，并设计筛选了靶向线粒体细胞色素C氧化酶亚基I（COX1）基因保守区域的向导RNA（gRNA）。该方法在5–1...
CRISPR/Cas系统因侧切活性成为分子生物传感工具，但直接用于原位细胞内检测仍具挑战。本文首次提出CRISPR/Cas辅助纳米针传感器nanoCRISPR，用于活细胞内ATP检测。该传感器采用两步过程：先在细胞质中呈现与纳米针连接的适配体锁定Cas12a激活子，ATP识别事件使固定在纳米针上的激活子解锁；随后将纳米针从细胞取出，...
CRISPR/Cas12a 因具有反式切割活性，已成为新型 DNA 生物传感器开发的关键技术。尽管其在核酸检测中表现突出，但面向非核酸靶标、尤其是皮摩尔以下浓度的通用 CRISPR/Cas 传感系统仍具挑战。DNA 适配体可通过构象变化高亲和、高特异性地结合蛋白、小分子和细胞等靶标。本文利用适配体的多样结合能力，并将 Cas12a ...
除识别并切割互补核酸序列的顺式切割活性外，Cas12a等Cas蛋白还具有非特异性切割单链DNA或RNA的反式切割活性，已被广泛用于核酸检测。本文报道了一种高效DNA报告子（5′-TTATT-CCCCC-3′，TTATT-5C），其性能优于多数Cas12a检测中使用的富AT报告子（5′-TTATT-3′）。通过系统研究DNA报告子长度...
外泌体来源的 microRNA-21（miR-21）在肺癌患者血液样本中显著上调，可作为肺癌早期诊断的潜在生物标志物。本文开发了一种基于磁性纳米颗粒（MNPs）、级联链置换反应（CSDR）和 CRISPR/Cas12a 的荧光生物传感器，用于检测肺癌来源的外泌体 miR-21。MNPs 具有强分离性能，可消除基质潜在干扰并降低背景信...
microRNA（miRNA）异常表达已被确认为疾病发生与发展的诊断生物标志物。本研究开发了一种基于引物交换反应（PER）和CRISPR/Cas12a双放大反应的荧光生物传感器，用于检测miRNA。无目标miRNA-21时，PER发夹被保护链锁定，引物不能延伸；存在目标miRNA-21时，miRNA-21结合保护链上的guard序列...
非洲猪瘟病毒（ASFV）的早期诊断是防控非洲猪瘟的关键。本文开发了一种基于直接聚合酶链式反应（direct PCR）结合CRISPR/Cas12a系统的荧光生物传感器和侧流层析试纸条（LFA strip），用于ASFV检测。直接PCR可在不牺牲灵敏度的同时完成样品裂解与核酸扩增，从而省去核酸提取步骤。CRISPR/Cas12a系统通...
在复杂生物体液中直接、快速、灵敏且选择性地检测核酸对医学早期诊断至关重要。本文结合 CRISPR/Cas12a 的横向切割活性与金纳米信标（Au-nanobeacon），建立了一种用于 miRNA 快速检测的 CRISPR 生物传感器，具有高速和阿摩尔级灵敏度。作者首次报道，此前仅由目标 ssDNA 或 dsDNA 触发的 CRIS...
病毒性心肌炎的早期诊断和及时干预迫切需要无创检测方法。为此，作者提出一种由CRISPR/Cas12a驱动的生物传感器，将高效上转换发光共振能量转移（LRET）与仿生生物芯片相结合，用于检测金标准心脏生物标志物心脏肌钙蛋白I（cTnI）。首先合成一种独特的三明治结构能量受限上转换纳米颗粒作为能量供体，以显著增强LRET能力；该结构改进...
低丰度PIK3CA H1047R基因突变检测对乳腺癌临床诊断和治疗至关重要。本文建立了一种结合级联链置换扩增（C-SDA）与CRISPR/Cas12a反式切割活性的荧光生物传感器，用于超灵敏检测PIK3CA H1047R突变。突变基因片段可与互补序列结合，形成内切酶FspI的完整识别位点；在FspI介导下，突变位点被切割并产生DNA...
转录因子（TFs）是调控基因表达的关键蛋白，其水平异常与多种疾病密切相关。本文开发了一种基于CRISPR/Cas12a的荧光生物传感器，用于在核酸外切酶保护实验辅助下定量检测转录因子水平。作者设计了一种双链DNA激活剂，其中嵌入TFs结合域，并包含可激活Cas12a的PAM及crRNA可识别序列。当TFs与激活剂结合时，蛋白-DNA...