高通量μPAD与级信号放大通过双酶在米土壤中的arsM

科学领域:

• 环境科学 环境科学
• 生物技术是生物技术.
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• arsM基因是大米土壤中暴露风险的关键指标.
• 目前对arsM的现场选方法缺乏在使用点 (POU) 的高通量能力.

研究的目的:

• 开发一种高通量POU方法,用于在米土壤中分析arsM基因.
• 构建一个多重CRISPR/Cas12a微流体基于纸的分析装置 (μPAD),用于敏感和快速的arsM检测.

主要方法:

• 一个多重CRISPR/Cas12a μPAD被设计使用合crRNA增强的Cas12a和HRP修改的探针进行级联放大.
• 优化涉及评估crRNAs,开发合系统以提高灵敏度32倍,并结合HRP修改的ssDNA记者以达到16 fM检测极限 (LOD).
• 开发了32个通道的多重芯片,用于同时进行样本分析,简化了预处理,并实现了高通量POU选.

主要成果:

• 开发的试验表明灵敏度增加了32倍,LOD低至16 fM,结果可见.
• 多重 μPAD 实现了同时对 32 个样本的高通量分析,回收率在 87.70% 和 114.05% 之间.
• 旺山田土壤的现场查显示,arsM的丰度范围为1.05 × 10^6至6.49 × 10^7副本/g,不受其他环境指标的影响.

结论:

• 一种新的基于crRNA的级联放大方法与多重微流体装置相结合,为在米土壤中进行高通量,现场arsM选提供了强大的工具.
• 开发的μPAD显著提高了对暴露生物标志物的大规模环境监测的分析性能.
• 这项技术为快速和灵敏地检测arsM提供了一个有希望的解决方案,解决了当前POU方法的局限性.