综述：基于适配体结合CRISPR/Cas系统的生物传感器信号转换研究进展

（编辑推荐）本综述系统阐述了CRISPR/Cas（规律间隔成簇短回文重复序列/相关蛋白）系统与适配体（aptamer）的协同应用机制，重点介绍其通过等温扩增介导的信号放大技术和反式切割能力，在离子、小分子、蛋白质及病原体等非核酸靶标检测中的突破性进展，为生物传感领域提供创新方法论。

　　

Abstract
CRISPR/Cas系统凭借其反式切割（trans-cleavage）能力和程序化识别特性，已在生物学、食品安全和环境监测领域引发革命性变革。其与等温扩增技术的结合显著提升了检测灵敏度，而功能核酸元件适配体的引入，通过直接检测、锁激活（lock activation）、三明治设计（sandwich design）、构象诱导和分裂适配体（split aptamers）等策略，成功实现了非核酸物质向可编程核酸序列的转化。

Graphical Abstract
图示生动呈现了四种Cas蛋白（包括Cas12a、Cas13a等）的作用机制与适配体生成流程，二者协同作用可检测离子、小分子（如ATP）、蛋白质（如凝血酶）、细胞（如癌细胞）以及病毒（如SARS-CoV-2）等多元靶标。

核心进展

1. Cas蛋白工具箱：

   • Cas9依赖DNA靶向，而Cas12/13兼具顺式切割与反式切割活性，后者尤其适用于信号放大。
   • Cas14靶向单链DNA的特性为小分子检测开辟新路径。

2. 适配体信号转换：

   • 构象转换型适配体（如凝血酶适配体）通过靶标结合触发CRISPR激活；
   • 分裂适配体策略将蛋白质相互作用转化为核酸重组事件，驱动Cas12a反式切割报告分子。

3. 应用场景突破：

   • 环境监测：汞离子（Hg²⁺
     ）检测限低至0.1 nM；
   • 疾病诊断：基于Cas13a的SARS-CoV-2核衣壳蛋白检测灵敏度较ELISA提升100倍。

挑战与展望
当前体系仍面临适配体亲和力波动、Cas蛋白脱靶效应等问题。未来或可通过人工智能优化适配体筛选，并开发微型化CRISPR芯片推动POCT（床旁检测）落地。