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卡那霉素检测-CRISPR技术在非核酸靶标中的又一重要应用!

卡那霉素(Kan)是一种含有顺二醇的氨基糖苷类抗生素,通常用于畜牧业和水产养殖业预防细菌感染。卡那霉素大多由动物的肾脏代谢为糖苷并通过尿液排出,但Kan的滥用导致动物源性食品和水样中存在抗生素残留,最终可能在人体内产生累积,可能会导致多种严重的副作用(如肾毒性、神经毒性、耳毒性和过敏反应),甚至产生抗生素耐药性。近年来,各种分析技术已被应用于抗生素残留的灵敏检测,包括电泳、酶联免疫吸附法、荧光法和高效液相色谱法,但是大多数技术仍存在操作繁琐、成本高、操作时间长等局限性。因此,需要一种简单、快速、超灵敏的抗生素检测策略。今年3月,广东省科学院生态环境与土壤研究所陈俊华等研究人员开发了一种基于血糖仪和CRISPR-Cas12a的卡那霉素(Kan)检测方案,该方案具有操作简单、成本低、便于大众使用等优点,可以实现现场检测,坚固耐用,可以在资源有限的环境下实现抗生素残留的现场检测。其线性范围为1 pM ~ 100 nM,检出限为1 pM。

 

01检测原理

本研究的基本思路如下:适配体与Kan相互作用释放触发C链,启动发夹组装产生许多双链DNA。这些双链DNA作为CRISPR-Cas12a的识别底物,导致Cas12a反式剪切活性被激发,切割磁珠和转化酶修饰的单链DNA。磁分离后,转化酶可以将蔗糖转化为葡萄糖,葡萄糖可以通过血糖仪进行定量(图1)。