CRISPR/Cas系统被认为是下一代主流分子诊断技术的方向之一。然而由于CRISPR/Cas系统的灵敏度有限，大多数现有的CRISPR分子诊断（CRISPR-Dx）仍然依赖于核酸的预扩增，免扩增的CRISPR-Dx仍然面临挑战，难以满足POCT临床检测需求。

针对上述问题，深圳大学刘翼振分子诊断技术课题组在CRISPR/Cas分子诊断方向取得重要进展，提出的aM-level sensitive cascade CRISPR-Dx system（ASCas）系统是一种级联多种CRISPR/Cas酶信号放大能力的免扩增、高灵敏度（1 aM）和快速（20分钟）的SARS-CoV-2病毒的RNA检测。在ASCas系统中，高灵敏度和高转切效率的Cas13a核酸酶能够在低浓度的靶向RNA检测中迅速剪切级联探针上的RNA气泡，从而破坏级联探针并释放出大量的触发DNA，用于进一步的二级Cas12a反应信号放大。ASCas系统能快速检出aM级别的SARS-CoV-2的RNA，并且无需逆转录和预扩增。这一突破性的免扩增CRISPR-Dx技术摆脱了因扩增反应导致的气溶胶污染风险，大大降低了分子诊断的环境和人员技能要求。此外，ASCas系统通过编程设计Cas13a-crRNA来取代复杂的引物和探针筛选过程，从而可以更快速、更直观地构建适用于易突变的SARS-CoV-2等RNA病毒的检测体系。

该成果以Short Communications的形式发表在生物传感和生物分析领域顶级期刊Biosensors and Bioelectronics（影响因子12.545，中科院一区，TOP期刊）上，题目名为“An aM-level sensitive cascade CRISPR-Dx system (ASCas) for rapid detection of RNA without pre-amplification”。深圳大学化学与环境工程学院20级硕士研究生张奕滨及陈勇副研究员为共同第一作者，刘翼振副教授为通讯作者，深圳大学为第一完成单位，全文链接见：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566323001902

该成果“一种CRISPR级联核酸检测系统及其检测方法与应用”，已获得国家发明专利授权，专利号ZL202210026551.X。                       

新型冠状病毒（SARS-CoV-2）的爆发严重损害了全球人类健康和经济发展。研究表明，及时的诊断和隔离是防止疫情传播的最有效方法。然而，当前的基于聚合酶链反应（PCR）的分子诊断平台存在设备昂贵、操作难度大以及需要稳定的电力资源支持等问题，因此在资源匮乏地区难以推广应用。

为了解决这一问题，刘翼振课题组成功建立了一种基于太阳能光热转化策略的便携式（<300克）、低成本（<$10）、可重复使用的分子诊断设备。独创性地引入了类向日葵的自动光追踪系统，提高了太阳光能利用率，使得该设备适用于高光和低光环境。实验证明，该设备能够在30分钟内检测到低至1 aM的SARS-CoV-2核酸样本。

这一技术的突破性创新在于采用了太阳能光热转化策略，使得设备便携、低成本且可重复使用，从而大大降低了诊断成本。在不同光照条件下的均可实现快速升温并启动恒温扩增反应。该设备检测灵敏度高，能够在低浓度的核酸样本中快速检测到SARS-CoV-2病毒，对于现场即时分子诊断技术的发展有着重要意义。

该研究成果以Short Communications的形式发表在分析化学领域著名期刊Talanta（影响因子6.556，中科院1区,TOP期刊）上，题目名为“A Portable Thermostatic Molecular Diagnosis Device based on High-efficiency Photothermal Conversion Material for Rapid Field Detection of SARS-CoV-2”的研究成果。深圳大学化学与环境工程学院21级化学创新班本科生杨欣瑶为论文第一作者，陈勇副研究员和刘翼振副教授为论文的共同通讯作者，深圳大学为第一完成单位，全文链接见：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S003991402300173X

以上研究获得了国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市自然科学基金的大力支持。