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研究實現(xiàn)多種呼吸道病毒精準檢測
作者：刁雯蕙 來源：中國科學(xué)報
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10月1日，中國科學(xué)院深圳先進技術(shù)研究院生物醫(yī)學(xué)與健康工程研究所研究員楊慧團隊，與深圳市兒童醫(yī)院麻曉鵬、謝中建團隊合作，在《生物傳感器與生物電子學(xué)》上發(fā)表最新研究進展。該研究開發(fā)了一種基于CRISPR/Cas12a和等溫擴增技術(shù)（LOC-CRISPR）的簡單、全封閉、高度集成的微流控系統(tǒng)，可以特異性識別多種常見呼吸道病毒及其變種。
呼吸道病毒是導(dǎo)致呼吸道感染的主要因素之一，包括冠狀病毒、流感病毒和呼吸道合胞病毒等。在兒童和老年人等高風險人群中，病毒感染導(dǎo)致的死亡率極高。傳統(tǒng)的診斷方法通常需要復(fù)雜的實驗設(shè)備和較長的檢測周期，且存在著高成本、低靈敏度等問題。此外，傳統(tǒng)的PCR技術(shù)只能確定病毒類型，如果要檢測同一病毒的不同變異株，就需要進行昂貴且耗時的基因測序。
為了解決上述問題，研究人員開發(fā)了一種名為LOC-CRISPR的新技術(shù)，它基于CRISPR/Cas12a和等溫擴增技術(shù)，是一種簡單、全封閉、高度集成的微流控系統(tǒng)。該系統(tǒng)可以對SARS-CoV-2（新冠病毒）及其變異株、H1N1（甲型流感病毒）、H3N2（甲型流感病毒）、IVB（流感病毒）和HRSV（呼吸道感染病毒）的進行精準識別。在臨床樣本測試中，研究團隊使用LOC-CRISPR芯片分析了50份鼻咽拭子樣本（44份陽性和6份陰性），并獲得了優(yōu)異的靈敏度（97.8％）和特異性（100％）。 　  
該系統(tǒng)中，研究人員在LOC-CRISPR芯片中集成了核酸提取、核酸擴增和熒光檢測三個功能區(qū)。并且LOC-CRISPR芯片還設(shè)計了用于多重檢測（兩個樣本輸入和十個結(jié)果輸出）需求的特殊結(jié)構(gòu)。該系統(tǒng)中的另一項關(guān)鍵技術(shù)是CRISPR/Cas12a技術(shù)，它是一種基于RNA導(dǎo)向的基因編輯技術(shù)，能夠通過特異性識別和切割DNA序列，具有高度特異性和高效率的特點。研究團隊利用CRISPR/Cas12a的導(dǎo)向作用，將其與等溫擴增技術(shù)相結(jié)合，減少檢測步驟，降低檢測時間，不僅實現(xiàn)了呼吸道病毒的種類識別，而且還實現(xiàn)了對新型冠狀病毒的不同變異株之間的堿基序列識別。 
該研究有望實現(xiàn)將實驗室科學(xué)帶入社區(qū)診所，是診斷技術(shù)領(lǐng)域的一個重大突破。未來，隨著針對多種疾病診斷試劑的持續(xù)開發(fā)，該款微流控芯片將在疾病預(yù)防、健康監(jiān)測以及個性化醫(yī)療方面，具有巨大的潛力和應(yīng)用價值。 
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.bios.2023.115523
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