近日，中國科學院合肥物質院安光所光電子中心生物醫學光學團隊在微流控CRISPR分子診斷新方法研究方面取得新進展。相關成果以《SEDphone: 空間編碼離心式微流控芯片-智能手機平臺聯合RT/LAMP-CRISPR/Cas12a體系用于流感病毒分型檢測》為題發表于化學類TOP期刊Sensors and Actuators: B. Chemical上。
 

　　流感病毒是一種嚴重的公共衛生威脅，每年都會引起流行病，發病率和死亡率較高，特別是季節性流感爆發時，大批患者涌入社區和醫院門診，給醫療機構帶來巨大壓力。同時，流感病毒極易發生變異，表現出多種亞型，不同亞型需要采取不同的臨床干預措施。因此，迫切需要開發一種準確、快速和便攜的解決方案來區分不同流感病毒亞型，控制病毒傳播及指導臨床合理用藥。
 

　　CRISPR/Cas分子診斷技術，由于其特異性強、反應效率高和便攜性好的特點，被稱為最有可能替代PCR的下一代分子診斷技術。團隊將LAMP等溫擴增技術和CRISPR/Cas12a技術進行“雙劍合璧”，靶標序列經過LAMP擴增后被CRISPR/Cas12a識別，并激活其反式切割的活性，進而切割報告探針，釋放熒光信號。該方法既保證了檢測的高靈敏度，又彌補了LAMP擴增過程中假陽性的問題。為了便于不同靶標的應用，研究人員基于LAMP-CRISPR/Cas12a系統開發了一個通用的設計過程模型。經優化后，可在45分鐘內同時檢測H1N1、H3N2、H5N1、H7N9和乙型流感病毒(IBV) 5種流感分型，檢測限達到10拷貝/μL，達到金標準水平。
 

　　另外，為了實現LAMP擴增及CRISPR檢測的一體化操作，研究人員設計并制備了具有空間編碼功能的離心式微流控芯片，開發了基于智能手機的便攜式床旁檢測(point of care testing, POCT)設備SEDphone，實現了多種流感分型的“同時擴增，同時檢測”。同時，采用雙溫區設計，克服了RT/LAMP與CRISPR/Cas12a技術反應溫度差異的問題。采用臨床樣本驗證了LAMP-CRISPR/Cas12a流感病毒快速分型方法及SEDphone平臺的臨床實用性。該項研究為多種病原體的高靈敏、準確、快速、即時檢測提供一種新思路，有望用于發熱門診或是家庭自檢，可最大限度地降低了不必要的交叉感染風險，緩解醫療壓力。
 

　　博士研究生尹雪兒為論文第一作者，朱燦燦副研究員、朱靈研究員和劉勇研究員為論文通訊作者。該項工作得到國家重點研發計劃、中國科學院青促會優秀會員及合肥物質院院長基金高技術創新項目支持。
 

圖 SEDphone流感病毒檢測平臺工作流程示意圖
 

　　圖 LAMP- CRISPR/Cas12a檢測不同流感病毒分型特異性及靈敏度評估