一管式LAMP-CRISPR 技术发布：快速锁定沙门氏菌

全球食品安全监测再迎重大突破。中国农业科学院家禽研究所与多家科研单位联合发布了一项全新的一管式LAMP–CRISPR/Cas12b快速检测平台，能够在1小时内实现对Salmonella Typhimurium（鼠伤寒沙门氏菌）的精准识别。相关成果刊登于Microbiology Spectrum（2024），为食品安全监管、畜禽养殖监测、临床筛查等领域带来了更快、更准、更便携的检测新思路。

鼠伤寒沙门氏菌威胁持续升级，快速检测需求迫在眉睫

鼠伤寒沙门氏菌是全球最主要的非伤寒沙门氏菌血清型之一，每年造成超过 9300 万次胃肠炎病例与 15 万以上相关死亡。其传播途径广泛，包括畜禽产品、蛋类食品及加工链中的环境污染。传统检测方法依赖培养、PCR、免疫学检测等，但往往耗时长、对操作人员要求高，且无法满足基层场景对快速、敏感、低成本的检测需求。正因如此，“一管式、等温、可视化、高特异性”成为食品安全分子检测技术的发展方向。

技术亮相：LAMP等温扩增+CRISPR-Cas12b分子识别，一次反应管中完成整个流程

这项新技术最大的亮点在于 将LAMP扩增与CRISPR-Cas12b检测真正整合到同一个反应体系中。研究团队通过系统优化反应条件，使两种原理不同的技术能够兼容于58 ℃的恒温环境中实现同步反应。

整个步骤只需三个核心环节：提取细菌DNA（约15分钟）。将DNA直接加入“一管式”反应体系。固定温度下反应45分钟，实时荧光信号即可显现阳性或阴性。最终，整个检测周期不到1小时，且不需要PCR仪或复杂分析设备。

图1 一管式检测流程^[1]

平台灵敏度极高，可检测至12.5拷贝，性能媲美甚至优于PCR

为了验证方法的灵敏度，研究人员构建了含目标基因 STM4497 的重组质粒，并进行系列稀释测试。结果显示：最低检测限仅为 12.5 copies/反应，达到了国际领先水平。对20种沙门氏菌及10种常见食源性细菌的测试中，特异性达到100%，无任何交叉反应或假阳性。与PCR（约3 CFU/mL）相比，这个平台在纯细菌核酸样本中的表现完全可竞争。值得注意的是，CRISPR-Cas12b对单碱基突变极其敏感，这使得系统具有天然的高特异性，从根源上减少伪阳性风险。

真实样品验证：鸡粪样本中仍可在23.2 CFU/mL的水平下准确检出

为了评估在复杂环境样本中的实际表现，团队将不同浓度的S. Typhimurium接种到鸡粪中，并提取基因组DNA进行检测。

结果显示：在粪便样本中依然保持23.2 CFU/mL 的检测灵敏度；在纯核酸样本中可以达到2.32 CFU/mL 的更低检测限。鸡粪属于典型的高抑制基质，而该技术在此条件下依然保持高灵敏度，说明平台具有良好的抗干扰能力，也具备在畜禽养殖、食品加工、环境监测等领域落地应用的潜力。

“一管式”的真正意义：快速、低污染风险、更适配基层场景

与传统的“两步式”LAMP-CRISPR检测不同，一管式体系能够避免开盖操作，从而显著减少气溶胶污染，同时降低操作难度。只需一台便携式恒温加热设备和蓝光检测装置即可开展测试，非常适合：食品加工企业生产线快速筛查、超市及农贸市场现场检测、畜禽养殖场疾病监测、基层实验室与资源受限地区的病原检测，这一方式在未来有望成为食品检测领域的重要趋势。

研究意义：为食品安全现场检测提供全新解决方案

这一平台的成功构建不仅展示了LAMP与CRISPR-Cas12b的高兼容性，也证明了“一管式核酸检测”在实际应用中的可行性与优势。它不仅实现了高灵敏度、强特异性，还将检测流程简化为可在基层环境中独立完成的操作，对于食品安全监管体系建设具有重要意义。从长远来看，这种体系有望拓展应用到更多食源性病原体及临床样本检测，推动分子诊断向更便携、更快速、更安全的方向发展。

参考文献

Gong, J., Jiang, Y., Zhang, D., Li, T., Fu, L., & Dou, X. (2024). One-tube detection of Salmonella Typhimurium using LAMP and CRISPR-Cas12b. Microbiology Spectrum, 12(10), e01271-24.