一分钟识别沙门氏菌:中国科研团队打造“一管式”CRISPR快速检测系统
一分钟识别沙门氏菌:中国科研团队打造“一管式”CRISPR快速检测系统
沙门氏菌(Salmonella enterica)是全球最主要的食源性病原菌之一,每年导致超过9300万例肠胃炎病例和15万余例死亡。其中的S. Typhimurium血清型是造成感染最常见的元凶之一。传统检测方法,如培养鉴定或PCR检测,虽然准确,但往往需耗时数天,并且对设备和操作人员要求高,不利于快速应急检测和基层实验室应用。
图1 鼠伤寒沙门氏菌LAMP-CRISPR/Cas12b检测工作流程说明[1]
一管完成:LAMP + CRISPR/Cas12b 的“分子组合拳”
近日,中国农业科学院家禽研究所龚建森团队在期刊Food Microbiology上发表研究成果,推出了一种基于环介导恒温扩增(LAMP)与CRISPR-Cas12b联合的新型快速检测平台。该方法最大亮点在于实现了“一管式、一小时内”的检测流程:整个反应在58℃恒温环境下即可完成,不需要昂贵的PCR仪或复杂操作。检测灵敏度高达12.5拷贝/反应,在污染粪便样本中最低可检测23.2 CFU/mL的S. Typhimurium,特异性达100%。
科学原理:CRISPR精准识别,LAMP高效放大
研究团队选择了S. Typhimurium高度保守的STM4497基因作为检测靶点。首先,LAMP技术在恒温条件下快速扩增目标DNA;随后,CRISPR-Cas12b系统通过特定的引导RNA(sgRNA)识别扩增产物,一旦结合成功,Cas12b蛋白会激活“旁切”作用,切割荧光探针,产生可视化信号。这种机制相当于“分子剪刀+信号放大”的组合,使得检测既快速又高度特异。
灵敏、特异、便携:多场景适用的新一代检测技术
该系统的检测灵敏度可媲美实时PCR,但操作更简便、时间更短、设备需求更低。研究者在鸡粪污染模型中验证了其实用性,结果显示即使在复杂基质中,仍能实现高灵敏度检测。由于Cas12b在37-60℃范围内均可稳定工作,与LAMP体系兼容度极高,这意味着未来该方法可移植到便携式蓝光设备甚至手持终端中,为食品生产链、农场检测乃至临床感染监控提供快速方案。
意义与前景:为基层食品安全检测赋能
该研究为沙门氏菌的现场快速检测提供了新途径,也为开发其他病原微生物的“一管式CRISPR检测系统”提供了模板。与传统多步法不同,这项技术几乎消除了操作污染风险,可在资源受限的环境下实现精准检测,为全球食品安全监管带来了切实的技术革新。正如论文作者所言,这一方法“让复杂的分子检测走出实验室,走向食品生产线和公共卫生一线”。参考文献
[1] Chen, M., Peng, M., Yuan, M., Huang, C., Liu, J., Wu, Z., Chen, W., Hu, S., Liu, Q., Dong, J., & Ling, L. (2025). Detection of Salmonella enterica in food using targeted mass spectrometry. Food Chemistry, 465, 141985. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2024.141985
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