超灵敏快检！我国团队研发尿路细菌检测新平台

尿路感染（UTIs）是全球高发感染性疾病，每年超 1.5 亿人患病，而传统检测耗时长、操作繁琐，易导致抗生素滥用与耐药菌扩散。传统尿路感染检测依赖细菌培养，耗时 18–30 小时，且易受抗生素治疗干扰；PCR 等分子方法需精密温控设备，尿液中的结晶、抑制剂还会干扰结果。针对这些痛点，团队创新性融合等离子体磁纳米颗粒与双通路 CRISPR 检测技术，实现从样本前处理到结果判读的全流程简化。

该平台核心为4‑巯基苯硼酸修饰的等离子体磁纳米颗粒（PMNPs‑MPBA）。其表面硼酸基团可广谱结合细菌细胞壁顺式二醇结构，10 分钟内完成革兰氏阴性 / 阳性菌高效捕获；在外磁场作用下快速富集，无需离心，避免尿液结晶干扰。近红外激光照射时，纳米颗粒通过局域表面等离子体共振效应产生局部高温，5 分钟内原位裂解细菌，无需溶菌酶等化学试剂，适配所有细菌类型，彻底解决革兰氏阳性菌难裂解的难题。

图 1：表征 PMNPs 的结构、形貌与性能，确认材料制备成功

细菌裂解释放的核酸直接进入单管双通路 RPA‑CRISPR/Cas12a‑Cas13a 检测系统：以大肠杆菌 endA 基因、粪肠球菌 sodA 基因为靶标，通过重组酶聚合酶扩增（RPA）恒温放大信号，再经正交 Cas 酶精准识别 ——Cas12a 靶向检测大肠杆菌 DNA、Cas13a 靶向检测粪肠球菌 RNA，双通道荧光信号互不干扰，单管实现两种致病菌同步判读，全程仅需 25 分钟。

图 2：验证 PMNPs‑MPBA 可高效广谱捕获尿路致病菌

性能验证显示，ME‑CRISPR 平台检测限低至 10 CFU/mL，远超临床诊断阈值；对 90 例临床样本（39 例大肠杆菌阳性、26 例粪肠球菌阳性、25 例阴性）检测，灵敏度与特异性均达 100%，与 qPCR 结果完全一致，而检测时间从 135 分钟缩短至 40 分钟，效率提升 70%。同时，平台对金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌等常见病原体无交叉反应，抗干扰能力强，在血尿、蛋白尿等复杂尿液样本中仍稳定工作。

图 3：证实 PMNPs 光热性能优异，磁富集可实现细菌快速光热裂解

该技术突破三大瓶颈：免离心富集解决样本前处理干扰、光热广谱裂解突破菌种壁垒、单管双 CRISPR实现快速多重检测。整套流程无需专业人员与大型设备，适配床旁即时检测（POCT），可快速明确致病菌，指导精准用药，遏制抗生素滥用与耐药菌传播。

研究团队表示，未来将进一步集成微流控技术，拓展检测靶点覆盖更多尿路致病菌，推动平台小型化、自动化，早日应用于临床与社区场景，为尿路感染精准防控提供高效工具，助力应对全球抗生素耐药挑战。

参考文献：Tu Z, Wang Y, Qian X, et al. Plasmonic magnetic nanoparticles-enabled universal enrichment, photothermal lysis, and duplex CRISPR detection of bacteria in urine samples[J]. Biosensors and Bioelectronics, 2026: 118518.