综述：超灵敏核酸检测：从基础研究到临床应用

《ACS Nano》：Ultrasensitive Nucleic Acid Testing: From Foundational Research to Clinical Translation

核酸检测技术进展综述：提出扩增依赖型（PCR/dPCR）、扩增无关型（CRISPR/纳米孔测序）及纳米传感器三大策略，应用于癌症早筛、实时疫病监测和生态DNA溯源。当前面临样本前处理标准化、集成化"样本进答案出"系统开发及成本控制等挑战，未来将融合微流控、自动化与AI实现精准医疗转型。

　　

在分子科学中，能够以越来越低的检测限来识别核酸至关重要，这使得疾病管理从被动应对转变为主动预测和个性化医疗。本文综述了相关的技术发展，将其分为三种策略。首先，我们研究了依赖扩增的平台，探讨了这些技术从定量聚合酶链反应（PCR）到数字PCR（dPCR）的演变，以及等温方法的快速即时检测应用。其次，我们探讨了不依赖扩增的技术范式，例如基于CRISPR（ clustered regularly interspaced short-palindromic repeats）的诊断技术和纳米孔测序，这些技术通过直接检测目标分子来产生信号从而实现高灵敏度。最后，我们详细介绍了基于纳米技术的生物传感器的发展，这些传感器利用纳米材料的物理化学性质将分子识别事件转化为可测量的光学或电信号。这些技术在临床和科学领域的应用非常有用，例如通过液体活检实现非侵入性癌症监测、实时传染病监测，以及从微量环境DNA中重建过去的生态系统。然而，要充分发挥这些技术的潜力，还需要克服诸多转化障碍。关键挑战包括标准化样品前处理流程以确保样品完整性，以及开发完全集成且成本效益高的“样本输入即结果输出”系统，以便广泛部署。该领域的未来发展趋势是将这些分子工具与微流控技术、自动化技术和人工智能相结合，从而推动去中心化和预测性医疗的发展。