磁性CRISPR/Cas12a-SERS纳米生物传感器：实现水及食品样本中诺如病毒的无扩增超灵敏检测

为解决诺如病毒(NoV)检测中存在的灵敏度低、耗时长、依赖复杂设备等问题，研究人员开发了一种基于磁性CRISPR/Cas12a与表面增强拉曼散射(SERS)技术的纳米生物传感器。该传感器通过Cas12a的trans-切割活性触发SERS信号放大，结合磁分离技术，实现了60分钟内100拷贝/mL的超灵敏检测，并在复杂食品样本中验证了其可靠性。这一成果为食源性病毒监测提供了便携、高效的解决方案，推动了CRISPR技术在公共卫生领域的应用。

　　

诺如病毒(NoV)是引发全球食源性疾病暴发的主要病原体，仅需数十个病毒颗粒即可导致感染，且缺乏特效治疗手段。传统检测方法如RT-qPCR虽灵敏度高，但依赖昂贵设备、操作复杂，难以在资源有限地区推广。CRISPR/Cas系统因其高特异性和可编程性成为新兴诊断工具，但现有技术多需核酸预扩增步骤，易引入污染且耗时。针对这些瓶颈，中国的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表论文，开发了一种集成磁性分离与SERS信号放大的CRISPR/Cas12a纳米生物传感器，实现了诺如病毒的无扩增超灵敏检测。

研究采用四项关键技术：(1) 磁性纳米探针与SERS纳米探针通过单链DNA(ssDNA)连接构建复合体系；(2) Cas12a靶向识别NoV cDNA后激活trans-切割活性，降解连接ssDNA；(3) 磁分离技术分离游离SERS探针；(4) 便携式拉曼光谱仪检测信号。实验使用真实食品样本验证性能。

研究结果

1. 检测原理验证：通过ssDNA linker将修饰拉曼报告分子的金纳米颗粒(SERS探针)与磁珠偶联，Cas12a切割导致探针解离，磁分离后上清液SERS信号显著增强。
2. 灵敏度与特异性：对NoV基因组检测限达100拷贝/mL，且与轮状病毒、甲肝病毒等无交叉反应。
3. 实际样本检测：在生菜、牡蛎等复杂基质中成功检出痕量NoV，回收率>90%，批内变异系数<8%。

结论与意义
该研究首次将CRISPR/Cas12a的trans-切割能力与SERS技术结合，通过磁分离简化操作步骤，突破了传统方法对核酸扩增的依赖。传感器60分钟内完成检测，灵敏度媲美RT-qPCR，且设备便携，适用于现场筛查。其设计策略可拓展至其他病原体检测，为食品安全、环境监测及突发传染病防控提供了创新技术支撑。研究获国家自然科学基金等项目资助，相关成果已申请专利保护。