一种用于废水中即时病毒检测的无污染侧流平台

《Environmental Chemistry Letters》：A contamination-free lateral flow platform for point-of-care virus detection in wastewater

　　

摘要

基于废水的监测是一种近期出现的创新策略，用于追踪肠道病毒的传播，从而为传染病爆发提供早期预警。然而，实际的废水监测受到缺乏适用于分散式应用的快速、便携式且抗污染的分子检测方法的限制。在环境样品中，基于成簇规律间隔短回文重复序列（CRISPR）的核酸检测仍然面临一个主要挑战，即在保持高分析灵敏度的同时防止扩增子气溶胶污染。我们开发了一种全封闭重组酶聚合扩增结合 CRISPR 相关蛋白 13a 侧向流动检测的方法，用于无污染检测废水中的诺如病毒和轮状病毒。该平台使用合成核糖核酸标准品进行了评估，并利用在中国一家市政污水处理厂 12 个月内收集的 28 个废水样品进行了验证，每个样品均对这两种病毒进行了分析。该封闭反应系统在密封的反应容器内集成了等温扩增、成簇规律间隔短回文重复序列相关蛋白 13a 的附带切割活性以及基于金纳米颗粒的侧向流动检测。通过分析灵敏度、特异性和与定量聚合酶链式反应的一致性来评估性能。结果表明，优化后的检测在约 90 分钟内达到了 1 阿摩尔的检测限，对测试的非靶病毒没有交叉反应。对 28 个废水样品中的两种靶病毒进行分析，产生了 56 个病毒特异性检测结果，其中有 14 个阳性检出，与定量聚合酶链式反应相当。这些发现证明了超灵敏、无污染的病毒检测，并为基于废水的流行病学和现场公共卫生监测提供了一个便携式平台。