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传统 CRISPR/Cas 比色法依赖单一显色底物及笨重仪器，限制应用。研究人员开发便携 CRISPR/Cas12a 生物传感器，利用多指标 pH 微盘（millidisc）可视化信号、智能手机平台读取。设计 Senh信号提升灵敏度，在缓冲液和鸡肉中检测限低，具食品安全等应用潜力。
在食品安全与公共卫生领域，食源性致病菌的快速精准检测一直是保障公众健康的关键环节。鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）作为常见的食源性病原菌，可引发肠胃炎、败血症等严重疾病，广泛存在于禽肉、蛋类等食品中，给全球食品安全带来巨大挑战。传统的微生物培养法检测周期长，而基于分子生物学的检测技术如 PCR 虽灵敏度高，但需要专业实验室和设备，难以满足现场快速检测需求。近年来，CRISPR/Cas 系统凭借其高特异性和可编程性，在生物检测领域展现出巨大潜力，然而传统的 CRISPR/Cas 比色检测方法依赖单一显色底物，且需要笨重的专业信号检测仪器，限制了其在现场检测和资源有限环境中的应用。如何开发一种便携、灵敏且无需专业设备的检测技术，成为亟待解决的问题。
为攻克上述难题，国内研究人员（注：原文未明确标注作者单位，根据资助信息 “泰山学者基金” 推测为国内研究机构）开展了 CRISPR/Cas12a 生物传感器结合多指标 pH 微盘比色法与智能手机成像平台检测鼠伤寒沙门氏菌的研究。相关成果发表在《Biosensors and Bioelectronics》。该研究通过构建集成多指标信号可视化与智能手机便携读取的检测体系，显著提升了 CRISPR/Cas 技术的现场应用能力，为食源性病原菌的快速检测提供了新范式。
主要关键技术方法
研究主要采用以下技术：1. CRISPR/Cas12a 系统：利用 Cas12a 核酸酶与向导 RNA（crRNA）结合形成复合体，特异性识别鼠伤寒沙门氏菌靶核酸，激活非特异性切割活性。2. 多指标 pH 微盘（millidisc）：由甲酚红、溴甲酚蓝、溴百里酚蓝等多种 pH 指示剂组成，通过靶核酸触发的 pH 变化引发多元颜色响应，实现信号可视化。3. 智能手机成像平台与 DeepFood 小程序：通过手机拍摄微盘颜色变化，利用自主开发的 RGB 分析小程序进行信号读取，实现便携式定量检测。4. 重组酶聚合酶扩增（RPA）：用于样本中靶核酸的快速扩增，提升检测灵敏度。
研究结果
检测流程与工作原理
检测前需对样本进行 DNA 提取和 RPA 扩增预处理。检测时，将 Cas12a、crRNA 与缓冲液混合孵育，加入靶核酸后，Cas12a-crRNA 复合体特异性识别靶标，激活切割活性，通过反应体系的 pH 变化触发多指标微盘的颜色改变。颜色信号由智能手机拍摄后，通过 DeepFood 小程序分析 RGB 值变化，建立与鼠伤寒沙门氏菌浓度的对应关系。该系统分为靶标识别、信号生成和便携信号读取三个核心环节，通过多指标微盘的多元颜色响应与智能手机的智能分析，实现鼠伤寒沙门氏菌的可视化定量检测。
信号增强与灵敏度提升
基于鼠伤寒沙门氏菌 DNA 诱导的 RGB 信号变化模式，研究设计了 Senh信号类型，将信噪比（S/N）从 3.38 提升至 7.11。与传统 R 信号类型相比，Senh信号在 0.01 M PBS 缓冲液中检测灵敏度提升 36.23 倍，检测限低至 7.26 CFU/mL；在鸡肉样本中灵敏度提升 15.53 倍，检测限为 1.41×102 CFU/mL。该结果表明，多指标微盘与信号增强策略显著提高了检测体系的抗干扰能力和灵敏度。
实际应用性能评估
研究对鸡肉等实际食品样本进行检测，结果显示该生物传感器在复杂基质中仍能保持较高的检测准确性，证明其具备实际样本检测能力。同时，系统无需依赖紫外 - 可见分光光度计、荧光光谱仪等专业设备，仅通过智能手机即可完成信号读取，操作简便，适合现场快速检测场景。
研究结论与意义
本研究成功开发了一种基于 CRISPR/Cas12a 的便携式生物传感器，通过多指标 pH 微盘比色法与智能手机成像平台的结合，突破了传统 CRISPR/Cas 检测依赖单一显色体系和专业仪器的限制。该系统具有灵敏度高、操作便捷、成本低廉等优势，为鼠伤寒沙门氏菌等食源性病原菌的现场快速检测提供了创新解决方案，在食品安全监管、环境监测等领域具有广阔应用前景。此外，研究提出的多指标信号可视化与智能手机集成策略，为 CRISPR/Cas 技术在资源有限环境中的普及应用提供了新方向，有望推动便携式生物检测技术的发展，助力全球公共卫生安全保障。
