新型双模式检测平台:一体化RPA-CRISPR/Cas12a电化学侧向流动试纸条实现沙门氏菌超灵敏检测

新型双模式检测平台:一体化RPA-CRISPR/Cas12a电化学侧向流动试纸条实现沙门氏菌超灵敏检测

原创
来源:魏祖晨
2025-10-27 09:17:44
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核心提示:一项创新研究首次将“一锅法”RPA-CRISPR/Cas12a系统与电化学侧向流动试纸条结合,开发出OPRCC-eLFS双模式检测平台,实现了对沙门氏菌的视觉与电化学同步检测。

沙门氏菌污染频发,传统检测方法面临挑战

沙门氏菌是全球最常见的食源性致病菌之一,每年导致数亿例食源性疾病。传统的细菌检测方法如培养法、PCRqPCR等虽具有较高的准确性,但普遍存在操作复杂、耗时长、设备昂贵等问题,难以满足现场快速筛查的需求。随着CRISPR/Cas系统的发展,其在病原体检测中的应用日益广泛,但多数方法仍依赖多步操作,存在污染风险与灵敏度瓶颈。

OPRCC-eLFS:一锅法整合RPACRISPR/Cas12a

本研究开发的OPRCC-eLFS平台创新性地将重组酶聚合酶扩增(RPA)与CRISPR/Cas12a系统整合于单一反应体系中,避免了传统两步法操作中的开盖污染风险。通过优化引物浓度、crRNACas12a比例、反应温度与时间等关键参数,研究团队实现了RPA高效扩增与Cas12a精准切割的平衡,显著提升了检测灵敏度与稳定性。

双模式输出:视觉判读+电化学定量

OPRCC-eLFS平台采用双信号输出策略:

视觉模式:通过金纳米粒子(AuNPs)在T线显色,实现快速定性判断;

电化学模式:利用AuNPs催化Fe³⁺还原反应,在T线产生电流信号,实现高灵敏定量检测。

在优化条件下,该平台对沙门氏菌的视觉检测限为384 CFU/mL,电化学检测限低至1.96 CFU/mL,线性范围覆盖3.843.84×10⁷ CFU/mL,展现出优异的检测性能。

高特异性与稳定性,适配现场快速筛查

OPRCC-eLFS对沙门氏菌不同血清型均表现出良好响应,而对非目标菌如大肠杆菌金黄色葡萄球菌铜绿假单胞菌等无交叉反应,显示出极高的特异性。同时,该平台在30天内的储存稳定性良好,重复检测相对标准偏差(RSD)仅为6.42%,批次间一致性RSD9.02%,满足现场反复使用的需求。

关键发现

1、成功将RPACRISPR/Cas12a整合于单一反应体系,避免传统两步法操作中的污染风险,显著提升检测效率与灵敏度,电化学检测限低至 1.96 CFU/mL

2、在牛奶、橙汁、鸡蛋、三文鱼等多种食品样本中均保持优异检测性能,检测限稳定,结果与商用qPCR试剂盒高度一致,验证其在实际应用中的广泛适用性。

3、对沙门氏菌不同血清型均具良好响应,对非目标菌无交叉反应;重复检测RSD6.42%30天内储存稳定性RSD9.49%,满足现场反复使用需求。

未来展望与应用潜力

研究团队表示,OPRCC-eLFS平台不仅适用于沙门氏菌检测,其模块化设计还可拓展至其他食源性病原体(如李斯特菌、大肠杆菌O157:H7等)的检测。未来,该平台有望开发为便携式设备,广泛应用于食品安全监管、基层检验检疫、甚至家庭自测等场景,推动分子诊断技术在公共卫生领域的普及与落地。

 

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