CRISPRCas系统在病原体检测中的应用进展2026

CRISPRCas系统在病原体检测中的应用进展01020304CRISPR/Cas系统的分类与应用靶向DNA的CRISPR检测技术靶向RNA的CRISPR检测技术蛋白与其他分子的CRISPR检测技术CONTENTS目录CRISPR/Cas系统的分类与应用ClassⅠ和ClassⅡ的分类依据ClassⅠ类的特点ClassⅡ类的特点CRISPR/Cas系统的分类主要依据效应复合物的结构和组成。ClassⅠ类的Cas蛋白在gRNA引导下，可以识别和裂解目的靶标。ClassⅡ类的Cas9、Cas12、Cas13和Cas14在gRNA引导下，具有不同的靶标机制和切割活性。ClassⅠ和ClassⅡ的区分Cas9作为ClassⅠ类CRISPR/Cas系统的代表，通过其顺/反式切割活性，在基因编辑和疾病治疗领域展现了巨大潜力。Cas12是ClassⅡ类中的一种，能够特异性识别双链DNA，并在无PAM序列依赖的情况下进行切割，为病原体检测提供了新的途径。Cas13和Cas14分别针对RNA和ssDNA，它们的独特靶标机制使得这些蛋白成为构建高灵敏、高特异性生物传感器的理想核心元件。Cas9蛋白的应用探索Cas12蛋白的应用探索Cas13与Cas14蛋白的应用探索Cas9,Cas12等的应用探索SHERLOCK平台介绍DETECTR平台介绍HOLMES平台介绍SHERLOCK是首个将Cas13a与等温扩增结合的CRISPR诊断方法，提供高灵敏度RNA检测。DETECTR利用Cas12a识别双链DNA靶标，依赖预扩增，具有高灵敏度和特异性。HOLMES结合Cas12a和等温扩增，实现低成本、高效的DNA靶标检测，简化反应条件。SHERLOCK,DETECTR等平台介绍靶向DNA的CRISPR检测技术TITLEHERE激活子DNA与crRNA的设计激活子DNA的设计激活子DNA是CRISPR/Cas系统中用于识别和切割靶标的关键分子，其设计直接影响到检测的灵敏度和特异性。crRNA的选择与优化crRNA作为向导RNA在CRISPR系统中起到定位靶标的作用，其选择和优化对于提高检测的准确性和效率至关重要。信号放大机制的整合通过将核酸扩增技术与CRISPR系统结合，可以有效提升检测信号，实现对低浓度靶标的高灵敏检测。01”02”03”核酸扩增技术在CRISPR检测中的应用Cas12和Cas14体系的应用gRNA/crRNA转录体系的创新基于核酸扩增技术的传感策略利用PCR、RCA等技术将靶标DNA信号转化为足量的带PAM序列的激活子DNA，激活Cas蛋白的顺式或反式切割活性，实现二重信号放大。通过采用Cas12和Cas14体系可以被不带PAM序列的单链DNA激活的特点，设计不同的检测策略，减少对靶标是否含有PAM序列的依赖，拓展可检测靶标的范围。基于滚环转录体系，设计多功能哑铃型探针，将转录产物作为crRNA，与激活子DNA识别后，激活Cas酶切割活性，实现高灵敏和高特异性检测。01多功能哑铃型探针的设计通过设计不同结构的多功能哑铃型探针，实现对HIV-DNA的高灵敏和高特异性检测。多功能哑铃型探针的设计理念02不同的功能区布局导致哑铃型探针的打开方式和环状模板连接效能的差异，进而影响检测性能。功能区的布局影响检测性能03平台的模块化设计支持针对各种核酸靶标的定制，使其适应早期疾病检测和精确诊断。模块化设计适应多种核酸靶标靶向RNA的CRISPR检测技术Cas13蛋白的高特异性识别能力高灵敏的信号放大机制SHERLOCK技术的应用Cas13蛋白能够精准识别并切割特定RNA序列，无需PAM序列限制，显著提高了检测的特异性和灵敏度。通过激活Cas13蛋白的反式切割活性，非特异性切割周围单链RNA分子，实现信号放大，提高检测的灵敏度。将Cas13与等温扩增相结合，开发出SHERLOCK技术，实现了快速、高灵敏的DNA或RNA检测，适用于现场即时检测（POCT）。Cas13蛋白的优势与应用SHERLOCK平台的基本原理SHERLOCKv2的多靶标同时检测能力SHERLOCK平台的便携性与应用前景SHERLOCK平台利用CRISPR/Cas13a系统，通过gRNA识别特定RNA序列，激活Cas13a的反式切割活性，实现对靶标RNA的高灵敏检测。SHERLOCKv2通过设计不同Cas13亚型的crRNA序列，实现了对多个RNA靶标的同步检测，提高了病原体检测的效率和准确性。SHERLOCKv2平台结合了试纸条技术，使其在病毒RNA病原体的现场即时检测（POCT）和家用检测方面展现出巨大优势，推动了临床诊断向便携性、即时性的转型。SHERLOCK平台的设计与优化01.02.03.CESSAT是一种基于CRISPR/Cas13a的单步检测系统，用于识别SARS-CoV-2及其变异株的RNA。CESSAT系统设计了一款基于智能手机的紧凑型纤维集成设备，便于现场检测或居家诊断。CESSAT系统在40份临床样本中进行了测试，结果显示与标准方法100%一致，满足了SARS-CoV-2及其变异株的基因分型需求。CESSAT系统的原理与应用CESSAT系统的便携性设计CESSAT系统的临床验证CESSAT系统与其他RNA检测方法蛋白与其他分子的CRISPR检测技术适体或抗体结合的策略通过引入适体或抗体作为识别元件，结合CRISPR/Cas系统的信号放大和报告能力，实现对非核酸靶标的检测。适体或抗体结合的策略适体或抗体结合靶标后，触发下游的核酸信号转换或传递，最终利用CRISPR/Cas实现信号的灵敏检测与可视化。信号转换与传递将检测靶标拓展至蛋白质、小分子等靶标，充分发挥CRISPR技术体系的高特异性和高灵敏的优势。应用拓展与优势多靶标联合检测的实现SHERLOCK平台的升级与应用DETECTR与Cas14-DETECTR平台的优势利用CRISPR/Cas系统通过不同Cas变体的特异性识别和切割活性，实现同时检测多个核酸或蛋白质靶标。SHERLOCK平台通过引入不同的Cas13亚型和crRNA序列，实现了对多个RNA靶标的高灵敏度检测，适用于现场即时检测。DETECTR和Cas14-DETECTR平台利用Cas12a和Cas14蛋白的高特异性识别能力，无需PAM位点即可激活反式切割活性，提高了检测范围和灵敏度。基于CRISPR的多靶标联合检测生物标志物检测疟疾诊断应用新冠诊断创新通过CRISPR/Cas系统与电化学传