病原体核酸的快速、灵敏与准确检测对于公共安全和人类健康至关重要。近日，中国科学院上海微系统与信息技术研究所李铁团队提出一种基于CRISPR/Cas12a体系功能化的硅纳米线场效应晶体管（SiNWs FET）新型检测策略，实现了对病原体双链DNA的超灵敏、快速、直接检测。该传感器利用Cas12a/crRNA复合物的精准识别与切割功能，对长链核酸中的靶序列进行快速扫描和特异切割，有效解决了核酸折叠与缠绕导致的检测效率低和信号不稳定问题。通过将长双链DNA切割为特定长度片段，使其分布于德拜长度范围内，从而显著提升灵敏度与信号一致性。实验结果表明，该策略可在10分钟内完成炭疽芽孢杆菌双链DNA的定量检测，检测限达阿摩尔（aM）级。对真实全基因组样品的检测结果与数字PCR的相关系数达到0.912，验证了其高可靠性与实际应用潜力。

相关研究成果以“CRISPR/Cas12a-Functionalized Silicon Nanowires Field-Effect Transistor Sensor for Ultra-Sensitive Detection of Pathogen Nucleic Acids”为题，发表在学术期刊 Biosensors and Bioelectronics 上（DOI: 10.1016/j.bios.2025.117936）。中国科学院上海微系统与信息技术研究所博士研究生李亚钊为该论文的第一作者，通讯作者为李铁研究员和窦艳枝博士。该研究工作得到上海市领军人才项目的支持。

论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0956566325008127

图1 CRISPR/Cas12a功能化的硅纳米线场效应晶体管传感器在病原体基因组样本检测中的检测原理、检测结果及与数字PCR检测一致性的性能评估