In Kürze,Das Team von Professor Liu Guojin an der Medizinischen Fakultät der chinesischen Universität von Hongkong (Shenzhen)CRISPR und CasBiosensortechnologie für wichtige Durchbrüche in der PräzisionsmedizinDie relevanten Forschungsergebnisse –„Glasfaser-Interfaced CRISPR/Cas Biosensing für vielfältige Biomarker-Erkennung“Forschungsarbeiten veröffentlicht inInternationale ZeitschriftenZelleUntermagazinenTrends in der Biotechnologie.

Forschungsteam entwickelt erfolgreich eine universelle GlasfaserschnittstelleCRISPR und CasPrüfplattform（g-CURS）Ultra-hochempfindliche Erkennung und tragbare schnelle quantitative Prüfung einer Vielzahl von Teststoffen (Nukleensäuren oder Proteine usw.) mit niedrigem Überfluss ermöglicht präzise medizinische und bettnahe Prüfungen (POCT).Dieg-CURSDas System wurde von dem Forschungsteam von Professor Liu2024Jahr inZelleUntermagazinenGerätoben berichtetCRISPRPrüfplattformGUSCISystemtechnische Upgrade.g-CURSSystemDie Untersuchung mehrerer Zielnukleinsäuren und Zielproteine auf derselben Plattform und mit dem gleichen Reagenzsystem wurde realisiert.CRISPRPrüftechnikvon“Einzelne Indikator Sonde”Einschränkung steigt auf“Ein Paar universeller Reagenzien zur Detektion mehrerer Ziele”Standardisierte Betriebsprozesse senken die Kosten für Forschung, Entwicklung und Anwendung erheblich.CRISPRDiagnostische TechnikPOCTDie Skalierung, Vermarktung und Kommerzialisierung bieten neue Strategien, die weit verbreitet in der Erkennung von Krankheitserregern und dem schnellen Screening von Infektionskrankheiten, der präzisen frühen Diagnose von Krebs und chronischen Krankheiten, der Anleitung der präzisen Arzneimittelverwendung, der Wirksamkeitsbewertung neuer Arzneimittel, der Überwachung der medizinischen Wiederherstellung und der Tiergesundheitsprüfung eingesetzt werden können.

Hintergrund der technischen Forschung

In medizinischen Szenarien wie der Überwachung von Infektionskrankheiten, dem Management von chronischen Krankheiten und der frühzeitigen Screening von Tumoren sowie der Präzisionsmedizin ist die hochempfindliche Detektion einer Vielzahl von Biomarkern wie Nukleensäuren und Proteine in Körperflüssigkeiten von entscheidender Bedeutung. Die derzeitigen Mainstream-Methoden wieqPCRundELISAEs gibt immer noch Probleme mit klinischen Anwendungen, wie aufwendiger Betrieb, teure Instrumentenabhängigkeit, hohe Probenbedarf, lange Testzeiten und ungeeignet für Ressourcenarme Szenarien.

ObwohlCRISPRDie Technik wurde schrittweise in der In-vitro-Diagnose eingesetzt, aber die herkömmlichen Strategien müssen für jedes Ziel individuell konzipiert werden.crRNAUnd die Aktivatoren sind auch stark abhängig von Nukleinsäure-Pre-Amplifikationsverfahren für die Detektion von niedrigen Füllstoffen, was zu komplizierten Schritten zur Optimierung des Screenings im Vorfeld des Designs, langen Detektionszeiten, geringer Anwendungseffizienz und schlechter Vielseitigkeit führt. Zu diesem Zweck hat das Forschungsteam von Professor Liu einePortable ohne VorvergrößerungCRISPR und CasSchnelle Prüfplattform:g-CURSEs löst nicht nur die Probleme der herkömmlichen Testmethoden in der klinischen Anwendung, sondern erweitert auchCRISPR und CasDie Anwendung der Biosensortechnologie in der Präzisionsmedizin ermöglicht die gleichzeitige Detektion mehrerer Biomarker im gleichen System.

g-CURSTechnische Prinzipien und Highlights

g-CURSDie Prüfplattform nutzt Glasfasern als TrägerCRISPR und Cas12aIndex-Signalverstärkungstechnik mit dem gleichen SatzcrRNAundssDNADas Aktivierungssubreaktionssystem erkennt verschiedene Nukleinsäuren und mehrere Proteinziele ohne individuelle Konstruktionen für verschiedene ZieleCRISPR-RNAund entsprechende ZielpositionssiebeAuswahl;Die Struktur des Chipkanals innerhalb der Erkennungsplattform wird durch die präzise Flächenprojektion MicroStereolithographie (PμSL) Technologie (nanoArch)^®S140， Genauigkeit: 10 μm) nach Vorbereitung der Form durch PDMS umgedrehtNukleinsäureerkennungT4-DNAEnzyme für die genaue Identifizierung einzelner Basisdifferenzen. Keine Vorvergrößerung erforderlich,CRISPR und Cas利用AutoCARKaskadenvergrößerungsprinzip undCONANReaktionsnetzwerk induziert Signal Index Verstärkung Zyklus, um zu erreichen30Schnelle Temperaturvergrößerung innerhalb von Minuten; Aufbau von fangenden Antikörpern auf Glasfaseroberflächen mit Markierungen gibt esssDNATesten von Antikörpern“Immunzentrale Struktur”Wirklich.jetztProtein Signalwandlung und Verstärkung; SelbstgefertigtTragbares Fluoreszenz-Messgerät mit integriertem hochauflösendem fokussiertem Objektiv und drahtlosem Modul für das Handy des EndbenutzersAnwendungErgebnisvisualisierung und intelligente Diagnose zur Unterstützung des unabhängigen Betriebs von Nicht-ProfisPOCTAnwendungenSzenenbedarf.

Klinische AnwendungenLeistungsbewertung

g-CURSEffiziente und präzise klinische Testleistung mit hoher spezifischer ErkennungSARS-CoV-2 DeltaMutantencDNAundHPV16 E7Genfragment, Testzeit ca.30Minuten; Genaue Identifizierung6Mutationsdifferenzen innerhalb einer Basis, mit der Fähigkeit, eine Basis Fehler aufzulösen, inHPV16Klinische Proben, die Ergebnisse undqPCRKonsistent. Anwendung auf Serumproben von Parkinson-Patienten,g-CURSSehr empfindliche Erkennung niedriger Entzündungsproteinmengen im Gehirn (IL-6undTNF-αundIFN-γWarten Sie!Unterstützung für eine gemeinsame Multi-Indikator-Inspektion mit niedriger Probenvolumen. und kommerziellELISAVerbesserte Empfindlichkeit im Vergleich zu Testkits2-3Eine Menge. Die Testzeit wird verkürzt.80%,Das erforderliche Probenvolumen wird stark reduziert (nur erforderlich)5μLDie Testkosten werden reduziert.90%Portable erreicht.CRISPR und CasIn vitro diagnostische Technik zur gleichzeitigen Untersuchung mehrerer Substanzen. Dieser DurchbruchCRISPR und CasDie Testplattformen sollen die Präzisionsmedizin vom Labor in die Gemeinschaft bringen und eine einfachere und kostengünstigere Lösung für die frühzeitige Diagnose von Krankheiten und die dynamische Überwachung bieten.

Autor dieses Artikels ist HongkongChinesisch GroßDoktorand der Biowissenschaften an der Medizinischen Fakultät (Shenzhen)Der RestAutor der Medizinischen Fakultät der chinesischen Universität von Hongkong (Shenzhen)Professor Liu GuojinDie Arbeit wurde vom Nationalen Naturwissenschaftlichen Fonds, Guangdong-Provinz Grundlagen und angewandte Grundlagenforschung Fonds Enterprise Joint Fund, Guangdong-Provinz“Pearl River Talent Programm”Shenzhen Bay Labor Open Fund, Hongkong-Finanzierung durch den Fonds Boya Life Joint Laboratory und den Universitätsentwicklungsfonds.