食品安全已成為全球關(guān)注的焦點(diǎn)。赭曲霉毒素A（OTA）作為廣泛存在于谷物、葡萄酒等食品中的強(qiáng)致癌物，其痕量污染檢測(cè)亟需高靈敏性與高可靠性的分析方法。盡管CRISPR/Cas系統(tǒng)因其高特異性與可編程性在生物傳感領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大應(yīng)用潛力，但在非核酸靶標(biāo)檢測(cè)中實(shí)現(xiàn)高靈敏、低干擾檢測(cè)仍面臨關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，亟需進(jìn)一步突破。

近期，青島科技大學(xué)生物工程學(xué)院王曉琨副教授團(tuán)隊(duì)在CRISPR傳感器技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地構(gòu)建了基于CRISPR/Cas12a與雜交鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（HCR）聯(lián)合信號(hào)放大的比率型熒光適配體傳感器，實(shí)現(xiàn)了OTA的超高靈敏檢測(cè)。相關(guān)成果以題為《CRISPR/HCR-powered ratiometric fluorescence aptasensor for ochratoxin A detection》的研究論文，發(fā)表在國(guó)際著名期刊《Food Chemistry》（一區(qū)Top，IF=8.5）。

圖1.基于CRISPR/HCR的比率熒光傳感器檢測(cè)OTA的示意圖

本研究提出了一種新穎的工作機(jī)制：赭曲霉毒素A特異性結(jié)合釋放激活子，啟動(dòng)CRISPR/Cas12a的非特異性剪切活性，進(jìn)而阻斷HCR反應(yīng)的發(fā)生。通過調(diào)控HRP催化反應(yīng)，調(diào)控影響底物向熒光產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化，形成基于內(nèi)濾效應(yīng)的比率型熒光信號(hào)變化，實(shí)現(xiàn)OTA的高效檢測(cè)，展現(xiàn)出極高的靈敏度，且具有優(yōu)異的重現(xiàn)性與特異性，能夠在復(fù)雜食品基質(zhì)（如大米、啤酒和葡萄汁）中穩(wěn)定應(yīng)用。與傳統(tǒng)CRISPR單信號(hào)輸出方式相比，該策略利用比率型熒光輸出自校正功能，有效消除環(huán)境干擾，顯著提升了檢測(cè)準(zhǔn)確性和可靠性。同時(shí)，利用HCR進(jìn)行信號(hào)放大，避免了核酸靶標(biāo)預(yù)擴(kuò)增步驟，簡(jiǎn)化了操作流程，提升了檢測(cè)效率。

論文第一作者為王曉琨副教授，青島科技大學(xué)為第一單位，通訊作者為中國(guó)科學(xué)院煙臺(tái)海岸帶研究所陳令新研究員和韓國(guó)中央大學(xué)的Jaebum Choo教授，該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金及韓國(guó)國(guó)家研究基金會(huì)資助。

Food Chemistry, 2025, 468, 142437.