G-四联增强型DNA银纳米簇使CRISPR/Cas12a系统能够实现对鼠伤寒沙门氏菌的超灵敏检测

《Journal of Agricultural and Food Chemistry》：G-Quadruplex-Enhanced DNA Silver Nanoclusters Enable CRISPR/Cas12a System for Ultrasensitive Detection of Salmonella typhimurium

　　CRISPR/Cas12a检测系统通过引入G-四联体激活DNA提升银纳米团簇发光强度，优化合成后构建G-DACA平台，实现沙门氏菌检测限1 CFU/mL、动态范围10-10^8 CFU/mL，在巴氏杀菌乳中验证回收率81.06%-102.33%及低标准偏差（7.17%-14.84%），为食品和临床诊断提供经济灵活方案。

　　

基于DNA结构的银纳米簇（tDNA-AgNCs）作为荧光报告剂，在用于检测规律间隔短回文重复序列（CRISPR）/CRISPR相关（Cas）系统方面展现出巨大潜力，这得益于它们易于合成、具有很强的抗光漂白能力以及较大的斯托克斯位移。然而，tDNA-AgNCs较弱的发光强度和较低的切割效率限制了CRISPR检测的灵敏度。在这项研究中，我们引入了一种具有G四链结构的激活DNA（aDNA），以增强tDNA-AgNCs的发光强度。由于自由状态的aDNA能够被激活的CRISPR/Cas12a高效切割，因此经过G四链结构改性的tDNA-AgNCs（GED-AgNCs）被整合到了重组酶聚合酶扩增和CRISPR/Cas12a系统中，从而实现了对鼠伤寒沙门氏菌的超灵敏检测。通过优化tDNA-AgNCs和GED-AgNCs的合成工艺，我们开发的G四链结构增强型DNA-AgNC CRISPR检测平台（G-DACA）能够以低至1 CFU/mL的检测限和10–10⁸ CFU/mL的宽动态范围，实现对鼠伤寒沙门氏菌的精准检测。此外，该方法在真实巴氏杀菌牛奶样品中对鼠伤寒沙门氏菌的定量分析表现出良好的准确性和可靠性，回收率介于81.06%至102.33%之间，相对标准偏差在7.17%至14.84%之间。总体而言，我们创新的G-DACA平台为食品安全和临床诊断提供了一种经济且多功能的技术方案。