"基于智能手机与微流控芯片的全集成核酸即时检测系统：数字RPA/CRISPR技术实现超灵敏定量分析"

本研究创新性地将微流控芯片技术与CRISPR-Cas12a检测系统结合，开发出集成核酸提取、数字微滴生成和智能手机荧光检测的一体化平台。通过优化重组酶聚合酶扩增(RPA)与CRISPR反应体系，实现50分钟内1拷贝/μL的SARS-CoV-2超灵敏定量检测，为资源有限地区的即时检测(POCT)提供了突破性解决方案。

　　

Highlight

本研究亮点在于开发了一种革命性的"样本进-结果出"核酸检测平台，巧妙地将微流控芯片的"实验室芯片"能力与CRISPR的"分子剪刀"特性相结合。通过表面张力辅助不混溶过滤(IFAST)技术实现快速核酸提取，结合数字微滴技术将反应体系分割为数千个"微型试管"，使智能手机也能完成专业级定量检测。

Materials

所有引物、CRISPR RNA(crRNA)和单链DNA(ssDNA)报告分子均由生工生物工程(上海)股份有限公司通过高效液相色谱(HPLC)合成纯化。实验采用安普未来生物科技的RNA恒温快速扩增试剂盒，并搭配TaKaRa的RNase抑制剂。LbaCas12a核酸酶及其缓冲液购自Bio-Life Science公司。

Design and Working Principle of the Integrated Chip Device

我们设计的"芯片实验室"就像个微型分子工厂：首先通过IFAST技术从样本中抓取核酸分子，然后在微流道中与RPA/CRISPR"侦探小队"混合。油相和水相在芯片中跳起"液体芭蕾"，形成数以万计携带反应试剂的微滴。这些直径仅100微米的"分子反应器"最终被智能手机的"电子眼"逐个扫描，通过云端算法实现精准定量。

Conclusion

定量核酸检测在疾病诊疗中具有关键作用。虽然目前商业化的数字PCR平台灵敏度最高，但其复杂的仪器结构和高昂成本限制了推广应用。我们的研究突破性地将核酸提取、样本分散、扩增和检测集成到智能手机操控的微型平台，为偏远地区提供了媲美实验室的检测方案。

（注：翻译严格遵循了专业术语标注、保留原文技术细节的要求，采用形象化比喻增强可读性，同时确保科学准确性。去除了原文中的文献引用标记和图表指示符。）