一、现有检测技术的瓶颈

在现代医学与公共卫生领域，快速、精准、便捷的病原体检测和基因分型是实现有效疾病防控、个性化治疗的关键；在农业领域更是如此，简便、快速、灵敏、精准的核酸检测技术对传染性疾病的防控以及优异基因的筛选至关重要。当前，主流的核酸检测方法依然是基于实时定量PCR技术，然而，该方法严重依赖较为昂贵的仪器、专业的操作人员和标准的PCR实验室环境，难以惠及基层社区、偏远地区或突发疫情现场等资源有限的应用场景。而普通等温扩增技术在多靶标检测和单核苷酸变异检测方面存在局限。近年来，CRISPR基因编辑技术催生了新一代高灵敏度、高特异性的分子诊断。但主流CRISPR-Cas12a系统存在三大核心痛点：

（1）特异性不足：难以精准区分单核苷酸变异，容易误判，影响基因分型准确性。

（2）操作繁琐：检测需分步进行（先扩增，后检测），流程复杂，且易产生气溶胶污染，导致假阳性。

（3）兼容性差：工程化反应体系实现一锅法的同时，检测灵敏度下降。

这些瓶颈严重制约了CRISPR诊断技术的规模化应用和转化。

二、自主鉴定和工程化新型剪刀-SfaTnpB

面对上述挑战，研究团队独辟蹊径，将目光投向了CRISPR-Cas12系统的“远古祖先”—TnpB核酸酶。通过对超过6000万个宏基因组数据进行大规模挖掘与筛选，成功发现了一种TnpB直系同源物，命名为SfaTnpB。经过系统的功能验证，发现天然SfaTnpB具有以下优势：

（1）高活性：其反式切割（即“剪切”报告分子）活性与主流的LbCas12a相当。

（2）高特异性：对向导RNA靶向区中段的单碱基错配极其敏感，辨别能力显著优于Cas12a，为SNP精准分型奠定了坚实基础。

（3）活性温度范围广：在16°C-55°C温度范围内均能保持高活性，突破了多数CRISPR系统对温度的苛刻要求，为与各种等温扩增技术联用提供了巨大灵活性。

三、开发“TOPIC”技术实现一体化分子诊断平台

基于SfaTnpB核酸酶特性，研究团队开发了 “TOPIC” 的一体化分子诊断平台。TOPIC的核心创新在于实现了 “检测+扩增”的一锅化，即将样本处理后的核酸提取液、等温扩增试剂和SfaTnpB检测体系全部置于一个试管内，一次加样，封闭反应，通过荧光信号肉眼直接判读结果。

通过结合两种等温扩增技术，我们成功开发了两种TOPIC技术：

（1）RAA-TOPIC：适用于常温至中温（37-42°C）快速检测，通常在40分钟内完成检测。

（2）LAMP-TOPIC：利用SfaTnpB的高温耐受性，可与LAMP扩增完美兼容，48°C条件下40分钟内完成检测。

两种TOPIC技术均具有以下性能：

（1）灵敏性高：检测限低至单拷贝；

（2）特异性高：准确区分单碱基差异；

（3）快速便捷：一锅法操作，40分内完成检测；

（4）设备需求低：仅需一个简单的恒温加热块和一台便携式荧光检测仪；

（5）操作简单：简单培训即可上手操作。

四、技术适用场景

1、非洲猪瘟、布病等畜禽、水产传染性疫病的快速检测

2、重大疫病的现场监测

3、海关出入境检疫

4、动植物优异基因型的快速筛选

5、食品相关检测，如肉源检测

6、人类传染性疾病检测，如宫颈癌筛查与HPV精确分型

7、人类遗传病致病突变检测

五、联系方式

联系人：邓宏中

电话：13661169381

电子邮箱 denghongzhong@yzwlab.cn