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病原體核酸的快速、靈敏與準確檢測對于公共安全和人類健康至關重要。近日，中國科學院上海微系統與信息技術研究所李鐵團隊提出一種基于CRISPR/Cas12a體系功能化的硅納米線場效應晶體管（SiNWs FET）新型檢測策略，實現了對病原體雙鏈DNA的超靈敏、快速、直接檢測。該傳感器利用Cas12a/crRNA復合物的精準識別與切割功能，對長鏈核酸中的靶序列進行快速掃描和特異切割，有效解決了核酸折疊與纏繞導致的檢測效率低和信號不穩定問題。通過將長雙鏈DNA切割為特定長度片段，使其分布于德拜長度范圍內，從而顯著提升靈敏度與信號一致性。實驗結果表明，該策略可在10分鐘內完成炭疽芽孢桿菌雙鏈DNA的定量檢測，檢測限達阿摩爾（aM）級。對真實全基因組樣品的檢測結果與數字PCR的相關系數達到0.912，驗證了其高可靠性與實際應用潛力。

相關研究成果以“CRISPR/Cas12a-Functionalized Silicon Nanowires Field-Effect Transistor Sensor for Ultra-Sensitive Detection of Pathogen Nucleic Acids”為題，發表在學術期刊 Biosensors and Bioelectronics 上（DOI: 10.1016/j.bios.2025.117936）。中國科學院上海微系統與信息技術研究所博士研究生李亞釗為該論文的第一作者，通訊作者為李鐵研究員和竇艷枝博士。該研究工作得到上海市領軍人才項目的支持。

論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956566325008127

圖1 CRISPR/Cas12a功能化的硅納米線場效應晶體管傳感器在病原體基因組樣本檢測中的檢測原理、檢測結果及與數字PCR檢測一致性的性能評估