免加热免逆转录:指数滚环扩增把病毒RNA检测直接搬上试纸条

免加热免逆转录:指数滚环扩增把病毒RNA检测直接搬上试纸条

McMaster大学团队在Angew. Chem. Int. Ed.发表新作:RNase I切RNA引物 + 指数滚环扩增(E-RCA)+ 链置换(TMSD)三段式接力,把结构化病毒RNA直接变成试纸条上的肉眼可见信号。LOD低至500 aM,唾液45分钟出结果,灵敏度95%–100%、特异性100%。

fig

三个数字

500 aM

检测限。aM 级,相当于每毫升几十个拷贝的量级。30分钟等温反应,不需要任何热循环。

45 min

唾液取样到试纸条读结果的全流程时间为45 min,无须加热,全程室温。

95%–100% / 100%

对40例临床唾液样本(20例阳性,20阴性)的四个基因组区域验证,灵敏度达到95%–100%,特异性100%,AUC全部1.00。

RCA

滚环扩增(RCA)本来是最适合常温的那一个,Φ29聚合酶室温就能跑,产物是长单链串联体。但它有个致命伤,产物太长,在试纸条的NC膜上泳动效果不佳。

该研究团队使用独特的设计解决了这个问题。

RNase I把基因组RNA随机切碎,唯独与环状DNA模板结合的目标区段被保护下来,直接充当第一代引物P1,RNA二级结构问题也顺手解决。

加一条30 nt的第二代引物P2,结合到RCA长产物上被Φ29延伸、置换出83 nt的重复单元P2EP。P2EP再咬住自带8–10 bp自互补区的环状模板,被Φ29的3’–5’外切活性修掉3’悬垂,变成第三代引物P3,这样,P3和P1一样能启动新一轮RCA,线性RCA就此变指数。

toehold介导的链置换反应把RCA大产物变成短的桥接DNA,释放出的B-DNA在试纸条检测线显色。大分子过不了膜的问题被成功绕开,不用酶切、不用标记。fig

临床表现

40例经RT-qPCR检测已确认分类的唾液样本,覆盖四种病毒RNA区域(NSP12、NSP13、NSP14、NSP8),三个系统灵敏度95%–100%、特异性100%,ROC曲线AUC=1.00。而市售BTNX新冠抗原检测试剂测同一批未处理唾液,10个阳性里只抓到2个。

不加热、不提取、不逆转录、不配PCR仪,试纸条肉眼读数。

Amal Mathai, Monsur Ali, Yingfu Li, John D. Brennan. Coupling Exponential Rolling Circle Amplification to Lateral Flow Devices for Point-of-Care Detection of Viral RNA. *Angewandte Chemie International Edition*. 2026; e3766984. DOI: 10.1002/anie.3766984

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