复旦大学魏大程JACS：Y形DNA双探针晶体管生物传感器

通讯作者：魏大程

通讯单位：复旦大学

快速筛查COVID-19感染者是流行病学、控制疫情爆发的有效手段。目前。COVID-19诊断的“金标准”检测主要基于逆转录聚合酶链反应(核酸提取和扩增)比较耗时。因此，急需一种快速准确的检测手段，用于广泛人群筛查。

基于此，复旦大学魏大程教授课题组报告了使用一种带有Y形DNA双探针(Y-双探针)的石墨烯场效应晶体管(g-FET)生物传感器，用于直接SARS-CoV-2核酸检测。相关工作以“Direct SARS-CoV-2 Nucleic Acid Detection by Y‑Shaped DNA Dual Probe Transistor Assay”为题发表在Journal of the American Chemical Society上。

图1. Y双探针的g-FET生物传感器的制造和表征。

要点1. 两个探针位点同时靶向ORF1ab和N基因区域的协同效应，使g-FET生物传感器对SARS-CoV-2核酸具有更高的识别率和更低的检测限(0.03copy μL-1)，与现有的核酸检测相比低1-2个数量级。

要点2. 该检测避免了核酸提取和任何聚合酶链反应或其他基于反应的扩增，同时实现了高灵敏度和快速检测(~1分钟)。并首次实现了直接的5合1混合检测。

要点3. 对于鼻咽拭子样本，即使样本具有低病毒载量且循环阈值(Ct)值高达40.4，也可实现直接核酸检测。平均诊断时间达到40秒，比现有的核酸检测技术快1-3个数量级。

由于其快速、超灵敏、易于操作的特性以及汇总测试的能力，Y-双探针g-FET生物传感器作为COVID-19和其他流行病的全人群筛查的综合工具具有广阔的前景。

图2. Y-双探针g-FET生物传感器的SARS-CoV-2核酸检测性能。

图3. SARS-CoV-2临床样本的未扩增和直接检测。

参考文献：

Derong Kong, Xuejun Wang, Chenjian Gu, Mingquan Guo, Yao Wang, Zhaolin Ai, Shen Zhang, Yiheng Chen, Wentao Liu, Yungen Wu, Changhao Dai, Qianying Guo, Di Qu, Zhaoqin Zhu, Youhua Xie, Yunqi Liu, Dacheng Wei, Direct SARS-CoV-2 Nucleic Acid Detection by Y‑Shaped DNA Dual Probe Transistor Assay, J. Am. Chem. Soc. 2021, https://doi.org/10.1021/jacs.1c06325