癌症，作为人类的“头号杀手”，一直以来都是医学界研究的重点，早筛是破局之道。MiRNA-21在肺癌、乳腺癌、宫颈癌等大多数恶性肿瘤中高度表达，是最早被鉴定和广泛研究的miRNAs之一。可靠而灵敏的miRNA分析对临床诊断至关重要。

近期，青岛科技大学光电传感及生命分析重点实验室张晓茹教授联合临沂大学张书圣教授报道了一种基于CRISPR-Cas12a和阳离子交换的新型化学发光传感器，用于检测肿瘤标志物miRNA-21，相关成果以“Chemiluminescence Sensor for miRNA-21 Detection Based on CRISPR-Cas12a and Cation Exchange Reaction” 为题发表在国际化学权威杂志Analytical Chemistry DOI: 10.1021/ acs.analchem.2c04484）。本文的第一作者是青岛科技大学博士周延美。

基于CRISPR-CXCLAmp 策略检测miRNA-21生物传感器示意图

滚环反应用来扩增靶miRNA-21，其产物激发CRISPR-Cas12a反式切割活性。活化的Cas12a切割与CuS 纳米粒子相连的生物素化linker DNA，以抑制CuS 纳米粒子与微孔板表面的链霉亲和素结合，减少了CuS 纳米粒子和AgNO₃之间的阳离子交换产生的Cu²⁺，从而有效地抑制了Cu²⁺-鲁米诺-H₂O₂系统的化学发光，形成了“信号下降”型生物传感器。

作者利用阳离子交换反应，将CRISPR-Cas12a运用到Cu²⁺-鲁米诺-H₂O₂系统中，为化学发光传感器提供了一种新颖而通用的设计思路。该方法不仅适用于专业的化学发光仪器检测，而且适用于智能手机检测，达到了便携和低成本分析检测的目的。

该项研究得到了国家自然科学基金的支持。