基于CRISPR/Cas12a的动态光散射检测方法：无需核酸扩增即可实现单核细胞增生李斯特菌的超灵敏检测

《Analytical Chemistry》：CRISPR/Cas12a-Based Dynamic Light Scattering Assay for Nucleic Acid Amplification-Free and Ultrasensitive Detection of Listeria monocytogenes

CRISPR-DART平台结合CRISPR-Cas12a与动态光散射（DLS）信号，通过优化纳米颗粒尺寸（20-100nm）和形态（球形/立方体/花状）显著提升检测灵敏度，实现32 aM的检测限，并在食品样本中成功检测低至1 CFU/25g的Listeria monocytogenes污染。

　　

超灵敏的信号转导系统对于开发快速、可靠且高灵敏度的核酸检测方法至关重要，这些方法基于无需扩增的CRISPR-Cas12a系统。在这项研究中，我们介绍了一种名为CRISPR-DART（动态光散射辅助快速检测）的新平台，该平台将CRISPR-Cas12a与动态光散射（DLS）信号读出技术相结合。我们系统地评估了纳米粒子大小（20纳米、60纳米和100纳米）和形态（球形、立方形和花状）对DLS检测性能的影响。结果表明，较大且结构更复杂的纳米粒子显著增强了散射强度，使得在较低浓度下仍能获得稳定的DLS信号，并提高了检测低丰度核酸目标的灵敏度。通过利用CRISPR-Cas12a的高特异性和切割活性，目标触发的单链DNA连接子的切割能够调节纳米粒子的聚集，从而实现核酸的定量检测。值得注意的是，基于100纳米金纳米花的CRISPR-DART平台实现了32阿摩尔（aM）的检测限（LOD），比使用荧光团-淬灭剂作为信号输出的传统CRISPR-Cas12a检测方法提高了5个数量级。此外，这种无需扩增的CRISPR-DART平台在食品样本中能够检测到单核细胞增生李斯特菌的浓度低至92 CFU/mL，并且在经过短暂的预孵育步骤后，能够在25克食品样本中成功检测到1个CFU。总之，CRISPR-DART平台为快速现场诊断和食品安全监测提供了一种简单、高灵敏度和高特异性的工具。