近日，医学影像学院微流控技术与先进材料科研团队在分析化学领域期刊《Journal of Analysis and Testing》（IF=7，中科院一区Top期刊）上发表了题为“Portable Microfluidic Detection of Mycoplasma Pneumoniae via MOF-CRISPR–Cas12a Cascade Signal Amplification”的研究论文。医学影像学院医学工程学教研室高彦峰为论文共同通讯作者，皖南医科大学为共同通讯单位。
肺炎支原体（Mycoplasma pneumoniae, MP）是引发社区获得性肺炎的重要病原体之一，尤其在儿童群体中发病率较高。然而，其早期症状缺乏特异性，传统检测方法如培养、血清学检测及PCR技术均存在周期长、设备依赖强或难以实现现场检测等问题。因此，开发一种快速、灵敏、便携的即时检测（POCT）技术，对于实现MP的早期诊断与精准治疗具有重要意义，为进一步满足临床对快速响应的迫切需求，检测技术亟须由实验室依赖向现场即时检测转变。
针对上述挑战，研究团队创新性地构建了一种基于MOF-CRISPR–Cas12a级联信号放大机制的便携式微流控检测平台。该平台以锆基金属有机框架材料UiO-66为核心载体，通过高密度负载DNA探针与激活链，实现对目标核酸的高效识别与信号转导。在磷酸盐刺激下，UiO-66结构发生响应性解离，释放大量激活链，从而触发CRISPR–Cas12a的反式切割活性，实现信号的级联放大，面向实际检测场景需求，该策略在灵敏度与体系稳定性之间实现了有效平衡。
在检测策略上，该体系通过磁珠探针与MOF生物条形码构建“夹心结构”，实现对MP DNA与RNA的双模式识别。与传统CRISPR检测方法不同，该平台无需核酸扩增或逆转录过程，即可实现超高灵敏度检测。其中，MP DNA与RNA的检测限分别低至0.35 fg/μL和0.43 fg/μL，性能可媲美甚至优于传统qPCR方法，进一步凸显了该策略在简化流程的同时仍具备高灵敏度检测能力。
在系统集成方面，研究团队进一步结合微流控技术优势，将样本处理、靶标识别、信号放大及检测输出整合于单一微流控芯片中。通过蛇形通道实现高效混合，并利用磁场辅助完成目标富集与洗涤过程，有效降低样本消耗并缩短检测时间。同时，该系统与智能手机读出模块相结合，实现了检测结果的实时获取与自动分析，显著提升了操作便捷性与现场应用能力，该一体化设计显著增强了系统在现场快速检测中的应用潜力。
在临床验证中，该平台对50例咽拭子样本进行了检测，并与商业qPCR试剂盒结果进行对比，结果显示其诊断一致性达到100%，同时表现出优异的灵敏度与特异性。此外，检测信号与qPCR Ct值之间呈现良好的相关性，进一步证明了该方法的定量分析能力，未来有望在临床快速筛查及基层医疗场景中发挥更广泛作用。
研究成果不仅为呼吸道病原体的快速诊断提供了新思路，也为资源受限环境下的即时检测技术发展提供了重要技术支撑，展现了我校在微流控与纳米生物分析交叉领域的持续创新能力。(高彦峰/文、图）
磷酸盐触发UiO-66生物条形码解离及CRISPR–Cas12a级联信号放大的微流控检测示意图
原文链接：https://doi.org/10.1007/s41664-026-00454-6
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