基于CRISPR-Cas12a磁珠适配体传感器的脑源性神经营养因子高灵敏检测新方法

本研究针对脑疾病标志物BDNF检测存在的操作复杂、耗时长等问题，开发了一种结合CRISPR-Cas12atrans 切割活性与磁珠分离技术的荧光适配体传感器（APT-MB）。该传感器通过特异性aptamer识别BDNF，触发Cas12a非特异性切割荧光报告分子实现信号放大，检测限达17 pM，可区分阿尔茨海默病患者与健康人血清样本，为临床诊断提供新工具。

脑源性神经营养因子（BDNF）作为调控神经元发育的关键蛋白，其血清浓度异常与阿尔茨海默病、抑郁症等神经疾病密切相关。然而传统ELISA检测需5小时以上，且抗体易失活、成本高昂。香港中文大学Zheng Zou团队创新性地将CRISPR-Cas12a系统与磁珠技术结合，构建了可直检血清样本的"智能分子开关"。

研究采用三种核心技术：1）设计含BDNF aptamer和Cas12a激活序列的"发夹DNA"（AP-locker）；2）利用磁珠（MBs）富集血清BDNF以降低背景干扰；3）通过Cas12a^trans
切割FAM标记ssDNA（FQ-reporters）实现荧光信号级联放大。

【材料与试剂】
采用链霉亲和素修饰磁珠固定生物素化aptamer，优化crRNA序列提升Cas12a识别效率。

【传感器设计】
当BDNF结合aptamer时，发夹结构解旋释放激活序列，与互补链形成dsDNA激活Cas12a，切割FQ-reporters产生荧光。无BDNF时AP-locker封闭系统，实现"零背景"检测。

【结论】
该APT-MB传感器在35 pM-20 nM范围内呈线性响应，对20例临床样本的检测显示AD患者BDNF水平显著低于健康组（p<0.01）。磁珠平台使样本处理时间缩短至2小时，且避免复杂纯化步骤。

这项发表于《Microchemical Journal》的研究突破性地将CRISPR诊断技术扩展到蛋白质检测领域。通过aptamer-Cas12a信号转换机制，不仅解决抗体依赖性问题，其模块化设计还可拓展至其他蛋白标志物检测。特别值得注意的是，该传感器在血清复杂基质中仍保持优异性能，为POCT（即时检验）诊断设备开发奠定基础。研究团队正进一步优化crRNA设计，以提升对BDNF剪切变体的识别特异性。