基于CRISPR-Cas13a与rGO-PPy-AuNPs纳米复合材料的电化学生物传感器用于猪流行性腹泻病毒超灵敏检测

针对猪流行性腹泻病毒(PEDV)检测技术依赖复杂仪器、耗时长的问题，研究人员开发了一种基于CRISPR-Cas13a与还原氧化石墨烯-聚吡咯-金纳米颗粒(rGO-PPy-AuNPs)复合材料的电化学生物传感器。该传感器通过Cas13a的trans-切割活性与纳米材料协同信号放大，实现了1.01 fg/mL的检测限和45分钟快速检测，为动物疫病现场诊断提供了新范式。

　　

猪流行性腹泻病毒(PEDV)是严重危害养猪业的冠状病毒，其引起的仔猪高死亡率可造成巨大经济损失。传统检测方法如RT-PCR虽准确，但依赖实验室设备且耗时，难以满足现场快速检测需求。这促使科学家们寻求更高效的解决方案——将CRISPR基因编辑技术与电化学传感相结合。

浙江科技大学等机构的研究人员开发了一种创新性电化学生物传感器，通过整合CRISPR-Cas13a系统的RNA识别能力与还原氧化石墨烯-聚吡咯-金纳米颗粒(rGO-PPy-AuNPs)纳米复合材料的信号放大功能，实现了PEDV RNA的超灵敏检测。这项突破性成果发表在《Bioelectrochemistry》上，为动物疫病诊断提供了新工具。

研究采用三大关键技术：(1)CRISPR-Cas13a系统设计，利用其crRNA引导的RNA识别和trans-切割活性；(2)rGO-PPy-AuNPs纳米复合材料修饰屏幕印刷碳电极(SPCE)，增强电子传递；(3)亚甲基蓝(MB)标记的单链RNA(ssRNA)报告分子设计，实现空间限域信号放大。临床样本来自淳安县农业农村局兽医实验室。

【材料与仪器】部分显示研究选用高纯度化学试剂，包括石墨烯氧化物分散液、吡咯单体等，通过电化学工作站等设备完成传感器构建。

【原理】部分阐明传感器通过三步协同作用：rGO基底提供高导电性，PPy增强π-π相互作用，AuNPs实现硫醇化ssRNA固定。Cas13a识别靶RNA后激活trans-切割活性，释放MB标记的报告分子产生电流信号。

【结论】证实该传感器具有1.01 fg/mL的超高灵敏度，线性范围跨越7个数量级(0.005–100,000 pg/mL)，且可在45分钟内完成检测。相比传统方法，其优势在于免核酸扩增、单碱基分辨力和强抗干扰能力。

这项研究的核心价值在于：首次将CRISPR-Cas13a与rGO-PPy-AuNPs纳米复合材料协同应用于PEDV检测，创建了"生物识别-纳米增强"双信号放大机制。Zhaofan Zhou等作者指出，该平台可扩展至其他RNA病毒检测，为现场诊断提供了模块化解决方案。研究获得国家重点研发计划等项目支持，其技术路线为发展下一代分子诊断工具提供了重要参考。