传染性疾病是对人类的持续威胁。目前，核酸检测是诊断此类疾病的标准方法之一，但具有昂贵和检测结果滞后的问题。因此，发展廉价且灵敏的核酸检测方法对即时诊断（POC）和抑制传染病扩散具有重要价值。最近，基因编辑技术CRISPR被大量用于核酸检测，成为下一代快速核算检测的热门选项。然而，基于 CRISPR 的生物传感器通常依赖于比色、荧光或电化学信号机制，因此需要用到比较昂贵的信号分子（比如，荧光标记的信号分子）或者复杂的检测设备。这些缺点阻碍了CRISPR检测技术在现实中的真正应用。

近日，北卡州立大学化学和生物分子工程系魏青山教授课题组发现了一种新型的CRISPR反式剪切信号分子，可以用来构建非光学，廉价，同时又高度灵敏CRISPR传感平台，为CRISPR检测技术的实际应用开辟了新思路。

这个基于CRISPR-Cas12a 的传感平台通过将双链 λ DNA （一种廉价的噬菌体DNA）进行反式剪切（trans-cleavage）并根据剪切碎片的大小来确定单链DNA 靶标的浓度（图1）。信号分子碎片的大小与靶标的浓度成反比，并可以通过简易的凝胶电泳分析定量分析。因而排除了荧光标记，电化学读取等复杂步骤。

虽然在信号读取上，新的方法进行了简化处理，但其检测性能没有受到影响。比如，新的CRISPR传感器可以通过一步反应，不需要任何预扩增反应就达到费米（fM）级检测灵敏度（图2）。这个灵敏度甚至比传统的基于荧光信号分子的反应都要灵敏100倍。

这项研究最创新的一点是证明了Cas12a酶可以反式剪切非常稳定的双链DNA分子，比如拥有4万8千碱基对的双链λ DNA。通常我们认为Cas12a酶只能剪切单链DNA分子。这个研究观察到了两点有趣的实验现象：1）单链环状结构能增强双链DNA的反式剪切活性；2）Cas12a酶跟λ DNA之间有很强的结合亲和力。这两点或许导致了新型非光学CRISPR传感器超灵敏的检测性能。然而，双链λ DNA反式剪切的具体机理需要进一步研究。

总之，利用 λ DNA 物理尺寸变化进行浓度标定的概念开启了使用各种双链DNA 作为 CRISPR 报告分子的可能性，极大的丰富了信号分子的设计性和选择性。