利用复合收集系统和优化的RPA–CRISPR/Cas12a技术对病毒气溶胶进行高灵敏度分子检测

《Analytical Chemistry》：High-Sensitivity Molecular Detection of Viral Bioaerosols Using a Composite Collection System and Optimized RPA–CRISPR/Cas12a

　　

摘要

高致病性的空气传播微生物对公共卫生构成了重大威胁，尤其是因为它们微小的颗粒直径能够实现长时间的悬浮和长距离传播。本文介绍了一个集成平台，该平台结合了复合生物气溶胶收集系统、三阶段富集机制以及重组酶聚合酶扩增-CRISPR/Cas12a（RPA–CRISPR/Cas12a）检测技术。该平台配备了基于模型的恒温控制功能、多层光学滤波器和多通道荧光成像系统。温度控制模型能够准确描述反应模块的热响应，而光学和成像子系统则保证了稳定的荧光读数效果。以气溶胶化的猴痘病毒（MPXV）假病毒作为测试目标，在测试条件下，该平台能够在收集液体中检测到低至10个拷贝/μL的目标核酸。这些结果证明了在紧凑型原型中整合气溶胶富集与等温分子检测技术的可行性。该平台的主要创新点在于生物气溶胶的收集与富集过程的优化设计、生化反应的热控制机制，以及用于分子检测的精确荧光技术。在分子检测方法方面，是通过实验优化现有的生化反应参数，而非引入新的反应机制。在用于诊断或实际应用之前，仍需使用真实的临床或环境病毒气溶胶进行验证。