
近期,广东医科大学医学技术学院/广东省医学免疫与分子诊断重点实验室陈章权教授/余路新副教授团队在分析化学领域顶级期刊 《Analytical Chemistry》(Nature Index期刊,中科院1区)发表了题为 “One Pot CRISPR/Cas12a Assay Based on Ultrashort HDA for Ultrasensitive and Universal Nucleic Acid Detection” 的研究论文,该研究新开发了一种命名为 “一锅法usHDA CRISPR/Cas12a”的核酸检测平台。
恒温扩增是一类在恒定温度下扩增核酸的分子生物学技术,无需特殊仪器设备,简便易行。解旋酶依赖扩增(HDA)是一种原理接近 PCR的恒温扩增技术,但它无需热变性,通过解旋酶替代变温,在恒温条件下打开DNA双链,是 POCT 的优选。传统的HDA扩增时间长,易产生假阳性。HDA主要分为中温型和嗜热型,中温型HDA尽管其反应条件温和,但扩增效率低、灵敏度低,扩增时间长,同时引物二聚体引起的假阳性问题突出。
针对上述问题,本研究创新性地提出了“超短 HDA(usHDA)” 概念,提出并验证了 “提高解旋酶与核酸模板的摩尔比,提高解旋酶的解旋效率,进一步提高扩增效率” 的科学假设。为了克服HDA技术的假阳性突出的问题,本研究引入了CRISPR/Cas检测技术。基于此,本研究用usHDA快速扩增一段仅包含引物结合区和 Cas12a 的 crRNA 识别区超短片段,完美适配后续CRISPR/Cas12a检测。结合CRISPR/Cas12a 的高特异性检测,克服了引物二聚体引起的非特异性反应,解决了HDA假阳性问题。通过构建一锅法usHDA CRISPR/Cas12a检测平台用于核酸检测,实现了 “快速扩增 + 高特异性检测” ,完美地解决了传统HDA技术的核心痛点。该检测平台在37℃ 的单一温度条件下进行恒温反应,扩增仅需 30 分钟,全程检测 1 小时内完成,灵敏度达 5 aM,具有快速、超敏、高特异等特点。
上述研究得到了广东省基础与应用基础研究基金粤企联合项目资助。广东医科大学医学技术学院研究生廖慧敏、谢慧蕴和叶恒明为论文共同第一作者;广东医科大学医学技术学院/广东省医学免疫与分子诊断重点实验室陈章权教授和余路新副教授为论文通讯作者。

初稿:余路新
初审:周健
终审:皮江
审发:张华