基于CRISPR/Cas12a辅助荧光适体传感器同步检测玉米赤霉烯酮与赭曲霉毒素A的研究

本研究开发了一种基于CRISPR/Cas12a的荧光适体传感器（aptasensor），通过双功能适配体（B-APT）实现玉米赤霉烯酮（ZEN）和赭曲霉毒素A（OTA）的同步检测。该方法利用Cas12a/crRNA的顺式切割（cis-cleavage）活性转化信号，具有高灵敏度（LOD达pM级）、优异选择性及实际样本高回收率，为食品中多种霉菌毒素同步监测提供了创新解决方案。

　　

Materials and instruments

所有核酸序列由生工生物工程（上海）股份有限公司合成和修饰。双功能适配体（B-APT）序列如下：TCATCTATCTATGGTACATTACTATCTGTAATGTGATATGT TTTTTGATCGGGTGTGGGTGGCGTAAAGGGAGCATCGGACA。其他序列详情见表S1。ZEN和OTA标准品由普瑞邦生物（青岛）提供。EnGen Lba Cas12a（Cas12a）及相关缓冲液购自New England Biolabs（美国）。

Schematic illustration of the constructed fluorescent aptasensor

如图1A所示，该Cas12a/crRNA适体传感器包含两个核心组件：用于精准识别靶标的适配体，以及具有顺式切割（cis-cleavage）活性的Cas12a/crRNA复合物——后者可切割cDNA荧光探针以实现信号转换。首先，B-APT与两条cDNA链通过互补碱基配对形成稳定双链结构。随后，分别加入不同浓度的ZEN、OTA或其混合物后，靶标与适配体的竞争性结合会触发cDNA释放。游离的cDNA进一步激活Cas12a/crRNA的顺式切割功能，特异性切割荧光探针（分别标记Cy3/BHQ2和ROX/BHQ2），从而在相同激发光下产生两个可区分的荧光峰（Cy3和ROX），实现ZEN和OTA的同步定量检测。

Conclusions

总之，本研究成功基于CRISPR/Cas12a技术开发了一种荧光适体传感器，实现了ZEN和OTA的同步检测，为食品工业中常见霉菌毒素的监测提供了一种简单、快速的策略。通过利用双功能B-APT和Cas12a/crRNA的顺式切割（cis-cleavage）能力，该方法有效简化了反应体系，减少干扰效应，提升检测灵敏度并降低成本，在食品安全应用领域展现出显著潜力。