无需开盖、90 分钟出结果！新型“一锅式”CRISPR检测技术突破沙门氏菌超敏监测瓶颈

食品安全领域迎来一项令人瞩目的技术突破：来自合肥工业大学及合作机构的科研团队成功构建了一种“一锅式”RPA-CRISPR/Cas12a双模式检测平台（OPRCC-eLFS），能够在不打开反应管、不借助大型仪器的情况下，以更快速度、更高灵敏度检测沙门氏菌。该成果已发表于国际期刊Biosensors and Bioelectronics，被视为食品微生物监测领域的重要进展。

食源性风险严峻，检测需求迫切升级

沙门氏菌长期位列全球食源性疾病致病排行榜前列，具备极强的环境耐受性和传播能力，每年导致超过6亿起食源性疾病病例。传统检测依赖PCR、培养法等方式，步骤繁琐、耗时较长，还需要专业设备和专门实验人员操作，难以满足基层监管部门和食品企业“快速、高效、可现场操作”的需求。因此，开发一种兼具速度、灵敏度、安全性与便携性的检测技术成为目前行业亟需解决的难题。

创新亮相：真正“一管到底”的CRISPR快检系统

此次发布的OPRCC-eLFS技术最大亮点在于实现了真正意义上的一锅式反应。研究团队通过系统优化RPA引物、Cas12a酶与crRNA的比例，同时精确调整镁离子浓度和反应温度，使扩增与切割两种过程得以在同一反应体系内实现动态平衡。这意味着整个检测流程无需任何开盖、无须人工分步添加试剂，彻底避免了CRISPR检测过程中最常见的气溶胶污染问题，大幅提升检测安全性与操作便捷性。

在优化后的体系中，大量目标DNA能够高效完成扩增，同时不会因Cas12a的无序切割而干扰反应，从而实现稳定的高灵敏度输出——这正是以往一锅式CRISPR检测难以突破的关键障碍。

图1 检测流程机制图^[1] 

“可视+电化学”双模式：从粗筛到定量，一条试纸条全搞定

在传统试纸条基础上，团队将电化学传感器紧密集成到底层结构中，使这一新体系同时具备“肉眼可辨的显色判断”与“电化学信号的精准量化”两种能力。检测时，金纳米颗粒既承担试纸条的显色任务，也作为电化学反应的催化点，在加入特定的Fe³⁺/Ab体系后触发电流变化。这种设计让试纸条首次具备了“肉眼甄别是否污染”与“电流信号判断污染程度”的双重能力。

在无沙门氏菌样本中，金纳米颗粒被完整保留，产生清晰条带和强电流信号；而在含沙门氏菌的样本中，CRISPR/Cas12a会切开信号探针，使金纳米颗粒不能停留，显色消失、电流下降。两种模式互相验证，大幅减少假阳性与假阴性风险。

测试数据显示，该平台的电化学检测下限可低至1.96 CFU/mL，为目前同类CRISPR侧流条中极具领先性的表现，而肉眼可检的可视模式也可达到38.4 CFU/mL的灵敏度，可满足快筛需求。

真实食品样品验证：复杂基质也难不倒它

为了验证在真实场景中的表现，研究团队将沙门氏菌加入牛奶、橙汁、鸡蛋、三文鱼等食品样品中进行检测。尽管这些食品基质复杂、干扰因素多，但OPRCC-eLFS依然展现出稳定、准确的表现。可视法在所有样品中均能达到38.4 CFU/mL的最低识别能力，而电化学模式则在多数食品中实现了更低的检测限。这表明该平台可直接用于食品、流通、加工环节的快速安全监测。更重要的是，这一检测结果与商业化qPCR套件高度一致，为其可靠性提供了坚实支撑。

适用场景广泛：食品企业、监管部门皆可快速使用

该检测平台具有无需复杂仪器、无需专业人员、轻便易携等优势，未来可广泛应用于食品生产企业的日常质检、市场监管部门的现场抽检、海关与进出口检验检疫现场、甚至偏远地区的公共卫生监控等场景。同时，其一锅式反应体系和双模式输出设计也为未来开发更多病原体的快速检测工具提供了通用策略，有望拓展至大肠杆菌、李斯特菌，甚至病毒检测。

技术意义：现场快速CRISPR检测的关键迈进

OPRCC-eLFS的意义不仅在于“检测更快、更灵敏”，更在于它突破了CRISPR检测在现场应用的制度性障碍：真正实现免开盖的安全检测、将试纸条升级为可定量分析的双模式平台、将分子诊断的高灵敏度带到食品安全基层应用场景。该研究展示了CRISPR分子诊断在食品安全、公共卫生领域的巨大潜力，也为未来构建更灵活、更便捷、更安全的现场检测工具奠定了技术基础。

参考文献

Chen, Q., Wang, H., Xu, H., Peng, Y., Yao, B., Chen, Z., Yang, J., Adeloju, S., & Chen, W. (2025). One-pot RPA-CRISPR/Cas12a integrated dual-mode electrochemical lateral flow strip for ultrasensitive and precise detection of Salmonella. Biosensors and Bioelectronics, 285, 117529.