综述:基于纸质核酸分析器件革新医疗保健领域的核酸检测技术

《Exploration》:Revolutionizing Healthcare With Paper-Based Nucleic Acid Testing

【字体: 时间:2026年06月01日 来源:Exploration 22.5

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  快速且准确地识别核酸(Nucleic Acids, NAs)对疾病早期诊断与治疗至关重要。纸质分析器件(Paper-based Analytical Devices, PADs)凭借显著成效,成为传统核酸检测(Nucleic Acid Testing, NAT

  
快速且准确地识别核酸(Nucleic Acids, NAs)对疾病早期诊断与治疗至关重要。纸质分析器件(Paper-based Analytical Devices, PADs)凭借显著成效,成为传统核酸检测(Nucleic Acid Testing, NAT)方法的有力替代方案,可克服后者操作繁琐、成本高昂及耗时过长等局限。然而,其发展长期受限于纸质纤维网络的有限空间内,核酸识别与信号放大效率不足的挑战。近期开发的PADs虽通过整合多孔纤维与改性基底材料构建了三维反应环境,却在碱基识别精度与用户操作便捷性方面存在短板。本综述聚焦于提升即时检测(Point-of-Care Testing, POCT)适用性的纸质核酸分析器件,系统阐述了增强核酸级联信号放大与背景噪声抑制的策略。研究重点涵盖从样本输入到信号输出的全流程核酸分子集成检测,突出了纸质分析方法在复杂检测体系中,对低浓度核酸分子实现高效信号放大与快速输出的核心优势。
1 引言
全球新发传染病频发与公众健康意识提升,推动了对支持家庭自检、加速医院诊断的即时检测(POCT)解决方案的需求激增。自2007年Whitesides研究团队开创性确立纸质微流控作为可行分析平台以来,面向医疗应用的纸质分析器件(PADs)研发迎来显著增长。此类器件因便携性、一次性使用及成本效益优势备受青睐,技术演进从早期蛋白质定性检测,发展为当前核酸(NAs)等物质的定量分析,正朝着适配现场应用的紧凑分布式PADs方向发展,以满足个人医疗保健的持续增长需求。
COVID-19疫情期间,用于日常大规模筛查SARS-CoV-2感染的水平流动分析(Lateral Flow Assays, LFAs)与PADs得到广泛应用,其应用场景还覆盖癌症诊断、各类病毒感染及过敏相关微生物紊乱检测。纸质基底易于操作与修饰,其三维修孔结构为核酸分子的快速提取、扩增及直接信号输出提供了理想平台。近年来,分子生物学技术(尤其是分子扩增与基因编辑方法)的进步,极大推动了纸质核酸检测(NAT)的发展。受POCT场景临床诊断需求的驱动,2022年纸质平台POCT诊断市场规模已达253亿美元,预计未来十年将持续扩张,凸显了持续创新与提升临床适用性的迫切需求。
尽管纸质传感器在快速核酸检测方面取得进展,但在灵敏度、稳定性、动态范围及复杂生物样本抗干扰性方面仍存挑战。这些局限常与纸张固有特性相关:多孔结构可能意外截留核酸链与纳米颗粒探针,导致假阳性结果;将复杂生化反应整合至纸质平台时,试剂稳定性与检测平台设计的可靠性亦会影响现场条件下的整体性能。为缩小PADs与传统实验室方法的差距,研究重点转向新型材料与结构设计、酶促扩增策略及与电子器件的集成。
本综述围绕提升PADs核酸检测灵敏度的三大目标展开:首先强调通过引入独特柔性纤维、表面修饰技术及器件工程改进,优化PADs性能的方法;其次总结各类技术创新在纸质分析核酸扩增、标记与信号输出中的应用,从多维度提出降低背景噪声的实用方案;最后探讨无扩增核酸检测、数字技术与PAD的创新融合及未来发展方向,重点阐释试纸条核酸检测中背景噪声最小化概念,突出三维纤维空间内痕量核酸分子的级联信号放大优势。
2 PADs的结构设计与优化
承载核酸反应的PAD不仅是静态组件,更在诊断全流程中发挥主动作用,影响流体动力学、试剂分布及反应效率。因此,PADs的策略性设计与优化对提升核酸检测的诊断能力与效率至关重要。
2.1 PADs的典型结构
PADs因简易性、成本效益与便携性,成为核酸检测的重要平台,其利用纸张固有的毛细管作用与多孔结构促进流体传输与反应动力学。结构上可分为二维(2D)与三维修(3D)架构。2D PADs(含水平流动分析LFAs)通常由带图案化疏水屏障的单层纸条构成,通过疏水屏障界定微流道与反应区,是最基础且研究最广泛的设计。通过 imprinting 可溶性屏障可精确控制2D PADs内的液体流动,例如研究人员开发的技术:用防水油墨在流道上印刷路障,并利用润湿纸张与聚合物胶带鞘之间逐渐形成的空隙制作计时器,可在关键节点维持毛细管流动特定时长,按预设程序引导多种液体参与多步化学反应,使2D PADs能自主执行核酸吸附、洗涤、扩增试剂添加等流程,提升检测可扩展性。此类分析依靠毛细管作用驱动样本流经器件,与固定化试剂相互作用产生可视化读数。例如Tao等人采用蜡印技术在二维未修饰纤维素基底上构建疏水屏障,划分样品加载区与直线测试区,通过在样品加载区预孵育DNA染料SYBR Green I,加入扩增纯化的HPV基因组样本后,利用SYBR Green I与未修饰纤维素的独特界面相互作用,使反应扩增子按浓度依赖性洗脱SYBR Green I至直线测试区,实现通过测量荧光距离定量扩增产物。但2D PADs的平面架构限制了复杂样本处理能力与检测通量。
为突破2D结构的局限,3D PADs通过层叠、折叠或多层堆叠构建,可在集成器件中纳入多个反应室、流道与检测区。增加的维度支持在单一单元内执行样本制备、核酸扩增、检测等复杂多步分析。例如一种用于快速疟疾分析的折叠分析技术,通过将纸张折叠为不同功能区,引导样本经历从制备到读出的各检测阶段,无需在不同仪器间转移,无缝整合核酸提取与扩增流程,实现单一样本添加步骤检测多种病原体,避免了多步移液导致的核酸损失与污染。3D构型还可减少不同试剂间的交叉污染,通过堆叠层优化流体网络与反应动力学,并支持比色、荧光、电化学等多种检测方法集成,提供多功能核酸检测平台。例如Zhang等人开发的多功能检测平台MARVE(Multiplexed, NA-amplification-free, single-nucleotide-resolved viral evolution),集成于可折叠PADs中,利用PADs的多隔室功能独立执行核酸链置换反应,精准捕获单碱基对错配相关的热力学能量损失,并通过金属离子控制的脲酶裂解反应放大病毒RNA识别信号,最终通过智能手机比色分析读出,实现病毒变异株的快速检测,在50例样本的测试队列中特异性达100%。
2.2 面向核酸检测的PADs专项优化
纸张基质是PADs的核心,不仅提供结构支撑,更主动影响流体动力学与化学反应。纤维素与玻璃纤维纸因吸水性与渗透性被广泛使用,但存在机械强度有限、化学性质不足的问题,会制约检测灵敏度与精度。不同纸张基质各有优劣:纤维素纸成本低、亲水性与孔隙率高、流体流速快、易修饰,但孔径与分布不均可能影响样本分布,湿润后机械强度低,核酸吸附容量有限;玻璃纤维纸机械强度高、化学稳定性好、耐热,但成本较高,可能存在生物刺激性;涂层纸功能涂层多样、检测应用灵活,但成本高、制备复杂、储运条件严苛;纳米纤维纸核酸吸附与保留能力强、流体传输快、功能可定制、机械强度高,但制造技术要求高、成本高、批次差异大;复合纸化学稳定性与机械强度提升、多功能化,但制备复杂、成本高、潜在环境污染风险、回收难度大。
近年来柔性纤维制造与修饰技术的进步深刻影响了纸张基质领域,尤其是纳米纤维纸的开发。此类纳米级纤维纸具有大比表面积与超细孔隙(10–50 nm),可增强核酸吸附与生物分子固定,这对启动快速下游扩增、减少非特异性引物结合至关重要。此外,热导率是PADs核酸扩增过程中稳定温度的关键:Li等人通过在纳米纤维纸中掺入银纳米颗粒(AgNPs),开发出导热性能优异的纳米纤维纸,导热效率是传统纳米纤维纸的5.35倍,可加速等温扩增过程中加热器件、纸张与核酸分子间的热量传递,提升扩增效率与检测性能。涂层纸通过在纸表面涂覆聚合物或纳米结构等功能物质实现优化,例如Niharika Gupta等人以羧基化多壁碳纳米管(cMWCNTs)为导电油墨制备导电涂层纸用于检测淋病奈瑟菌,cMWCNTs的高表面活性与电子转移能力使线性动态范围较普通石墨基设计扩大四个数量级(100 fM–100 nM)。有机聚合涂层(如壳聚糖、1,4-苯二异硫氰酸酯、聚乙烯亚胺)可在纸表面形成致密正电荷层,通过静电作用增强核酸分子的结合与保留能力,提升核酸扩增与检测的有效性。复合纸则在制造过程中将功能聚合物或纳米结构整合入纤维,例如将纤维素纳米纤维掺入硝酸纤维素膜,可调控纸张孔隙率、表层性质与总表面积,提升生物分子结合能力,使金黄色葡萄球菌检测灵敏度提高20倍。
另一优化方向是改善流体动力学特性。PADs的主要缺陷之一是芯吸速度较慢,导致流体响应时间延长,多靶标检测时样本污染风险升高。创新方案包括在紧密相邻的纸层间引入间隙或通道,可使流速较单层PADs提升至少169倍,该现象可通过Laplace压力解释:液体进入器件时,在纸层间形成液气界面,Laplace压力随液气界面积增大而升高,且与间隙高度成正比;同时调整纸张孔径、表面处理或流体性质(如粘度)可减少多层PADs内流体分子间摩擦导致的能量损耗,降低粘性耗散。Laplace压力升高与粘性耗散降低的共同作用,加速了层间间隙内的流体流动,提升了PADs的快速检测能力。基于Laplace压力机制,Robert等人证实PADs内流体流速随间隙高度呈指数增长,在最大间隙高度390 μm时可达单层器件的240倍。此外,重量、离心力、压差与表面缺陷也被用于加速液体流动。需注意流体流动依赖纸张剩余未润湿部分的毛细管作用,一旦纸张基质达到吸收极限,样本移动可能因空间受限受阻,给后续洗涤流程带来挑战。有效缓解策略包括延长通道或采用牺牲性废液垫,在洗涤过程中维持稳定流动,虽需定期人工干预,但可保持器件便携性。三维洗涤设计与主动溶液策略等创新洗涤技术,可有效去除残留反应抑制剂与未反应核酸探针,利用重力、流体蒸发等要素调控纸张内流体动力学特性,解决纸张基质多孔性导致的非特异性吸附问题,对降低背景噪声、促进下游核酸扩增反应至关重要。
3 纸质核酸检测的分子扩增策略
分子扩增策略在核酸检测中起核心作用,可显著提升分析系统中核酸的相对浓度,这对增强后续核酸标记与信号输出等步骤的有效性至关重要,进而大幅提高诊断与分析结果的准确性与可靠性。
3.1 酶介导扩增
PADs常用的酶介导扩增技术包括环介导等温扩增(Loop-mediated Isothermal Amplification, LAMP)、核酸序列依赖扩增(Nucleic Acid Sequence-Based Amplification, NASBA)、重组酶聚合酶扩增(Recombinase Polymerase Amplification, RPA)及链置换扩增。其中LAMP与RPA因速度快、效率高、模板处理灵活,在大规模筛查与资源有限环境中应用最广。
LAMP利用特异性引物组与链置换聚合酶实现靶DNA序列的指数级扩增,1小时内可产生高达109拷贝,扩增速率显著高于PCR,尤其适合PADs应用。Connelly团队开发的“纸质机器”PAD利用LAMP检测大肠杆菌核酸,检测限仅为5个细胞,该器件将样品加载、缓冲液洗涤、扩增等关键步骤整合至紧凑的一次性滑动条装置中,结果可通过智能手机或便携式紫外灯读取,但仍需外部设备分析结果,且需孵育箱加热。针对此局限,Choi等人开发了电池供电的手持式单元替代孵育箱,将LFA与LAMP集成至便携式低成本PAD中,可检测低至3×103DNA拷贝。此外,LAMP可通过颜色变化实现可视化检测,例如利用Mg2+敏感染料或pH指示剂响应焦磷酸盐副产物,无需复杂设备即可判定扩增终点,灵敏度可达每毫升单拷贝。但LAMP的高扩增效率伴随高温耐受挑战,可能影响纸质基质与内置功能元件(如疏水通道石蜡、纸张强度、LAMP反应指示剂)。近期Daehan Nam等人提出在37°C生理温度下实现高效LAMP扩增的方法,通过优化MgSO4、脱氧核苷三磷酸(dNTPs)与DNA探针长度提升低温性能,但连接步骤观察到灵敏度损失,需进一步提高连接效率。在此基础上,Cai等人开发了硫代磷酸酯引物LAMP(PS-LAMP),利用PS促进发夹形成与串联末端延伸,实现更低温度下的运行,添加尿素与单链结合蛋白后,40°C下PS-LAMP的灵敏度与特异性与65°C标准LAMP相当,仍需验证其在PADs核酸检测中的可行性。
RPA反应速度快于LAMP,仅需10–15分钟即可完成,且在较低温度(37°C–42°C)下高效运行,便于开发依赖小型化电源的RPA检测器件。Tsaloglou等人开发的便携式纸质平台搭配移动电化学检测器,可实现结核分枝杆菌的电化学分析,通过电活性序列特异性探针实现信号转换,样本添加后将预载RPA试纸条插入加热模块即可实现自动检测,这主要得益于RPA干试剂的稳定性,便于运输储存,复水后检测效率与溶液型RPA相当,灵敏度可达RT-PCR的90%。特异性高灵敏度酶报告解锁(Specific High-Sensitivity Enzymatic Reporter Unlocking, SHERLOCK)检测技术将RPA应用于PADs核酸分析,可有效检测各类感染与遗传标志物,该平台结合RPA的高扩增效力与T7转录、LwCas13a介导的RNA切割作用,实现单链DNA(ssDNA)靶标浓度低至2 aM的超灵敏检测,灵敏度媲美数字微滴PCR与定量PCR。近期Tang等人提出CLIPON(CRISPR and Large DNA assembly Induced Pregnancy strips for signal-ON detection)方法,利用商业化验孕试纸(PTS)实现通用靶标信号转换,将商用PTS与hCG、CRISPR-Cas12a、crRNA、花椰菜状大尺寸DNA组装体(CLD)四大生物组分整合,利用CLD的空间阻断效应,使Cas12a/crRNA复合物在靶标识别时释放结合在CLD上的hCG,在PTS上产生比色信号,该方法利用现成商用PTS输出信号,为POCT或现场检测提供了简便通用的生物传感策略,尤其适用于资源有限或大规模检测场景。但RPA的广泛应用受限于技术专利性与高成本,所需酶与添加剂组成复杂,常需依赖TwistDx等商业试剂盒,可能在传染病暴发等时效性场景中延缓部署。此外,降低反应温度简化实验流程的同时,也可能导致非特异性扩增产物显著增加,成为等温核酸扩增背景噪声的主要来源,增加数据解读难度。近期研究表明,在扩增体系中添加特定添加剂可显著提升扩增反应特异性:例如Jiang等人发现四甲基氯化铵(TMAC)的非极性特征有助于稳定核酸结构,提高核酸双链的熔解温度,使其在低温下更难变性,从而减少非特异性结合与扩增错配的概率,60 mM浓度的TMAC可完全消除非特异性扩增;Gao等人报道支链淀粉(PLL)作为线性多糖聚合物,可通过物理或空间位阻作用稳定扩增体系中的多引物,减少非特异性结合与扩增,且抑制作用呈浓度依赖性,浓度越高抑制效果越显著;氧化石墨烯(Graphene Oxide, GO)既可修饰纸质基质,也可通过π-π堆积作用与氢键选择性结合单链核酸(ssDNA与RNA),扩增过程中高引物浓度易导致引物二聚体与错配杂交,引发非特异性扩增与背景荧光信号,GO可吸附这些引物,靶核酸加入后因更强的碱基配对亲和力使引物释放,从而抑制无靶标时的非特异性杂交,同时GO可淬灭过量DNA染色染料的背景荧光,提升信噪比,还可吸附过量的Bst DNA聚合酶,抑制聚合酶过量导致的非特异性扩增。
3.2 自由能介导的发夹自组装
自组装反应是独立于核酸聚合酶、去偶联酶等组分的独特核酸扩增技术类别,包括Dirks与Pierce开创的杂交链式反应(Hybridization Chain Reaction, HCR)与更先进的催化发夹组装(Catalytic Hairpin Assembly, CHA)。其中HCR方法将靶分子整合至延伸的双螺旋结构中,而CHA方法中靶分子主要发挥催化剂作用。Ying与Li等人利用金纳米颗粒(AuNPs)的显色特性标记HCR与CHA反应中的发夹,实现了沙门氏菌基因(1.76 pmol L?1)与miRNAs(100 fmol L?1)的超低检测限,此类方法已适配荧光物质与表面增强拉曼散射(Surface-Enhanced Raman Scattering, SERS)标记。近年来,“瓦片自组装”等温扩增技术在核酸检测领域日益受到关注,与HCR和CHA中固定的发夹结构不同,瓦片自组装可利用具有特定形状与结合末端的各类DNA瓦片构建2D或3D结构,具有高度可定制性与可编程性。Brannetti等人设计了由瓦片构成的DNA管状结构,修饰报告标签与识别元件,可作为不同识别元件与荧光染料的支架,已与LFAs集成,展现出多重检测能力,显著拓展了纸质核酸检测的应用范围。类似地,Wang等人将自组装应用于LFA设计,利用四种功能寡核苷酸结合信号分子,实现TK1 mRNA检测限达0.36 pM。
无酶方法虽具备更高灵活性与成本优势,但面临纸张孔隙结构内的空间限制、核酸链延长导致的反应动力学改变等问题,可能导致达到平衡的反应时间延长,以及长链核酸非特异性粘附于纸张引发假阳性或假阴性结果。潜在解决方案包括:使用孔径均匀且更大的纸张,为长链核酸在纸质基质内的延伸创造空间条件;采用微流控技术或印刷技术控制液体流动与反应区域,提高反应物局部浓度与反应效率;通过实验确定最佳孵育时间,确保充足扩增时间的同时避免过扩增导致的非特异性反应。
3.3 Toehold开关介导的基因表达
Toehold开关作为典型的合成生物学工具,通过利用合成生物学的可编程性与模块化,同时保留纸质平台的简易性与经济性,在纸质分析中实现信号放大。与传统扩增方法不同,Toehold开关依赖稳定的二级结构,在无靶标时阻止核糖体结合;靶标结合后二级结构被破坏,核糖体可接近报告基因并启动翻译,产生可检测信号。该开关可与比色、荧光蛋白等各类报告系统兼容,拓展了其在纸质诊断中的实用性。Cao等人的研究将此机制与NASBA整合,将靶RNA的存在转化为灵敏的实时比色过程,对呼吸道合胞病毒A型和B型的检测限分别达52 aM与91 aM。Karlikow等人进一步整合NASBA预扩增与磁珠靶标富集,将寨卡病毒与基孔肯雅病毒的检测限分别提升至2 aM与270 zM。Toehold开关可设计正交开关,被不同靶序列激活且无串扰,契合纸质分析多重检测的需求,目前已整合生物发光报告基因(如NanoLuc、绿色荧光蛋白GFP基因),广泛应用于肠道菌群与其他传染病检测。但Toehold开关在非冷藏环境下的稳定性仍是挑战,RNA分子比DNA更易降解,可能影响长期储存与运输。
3.4 无扩增检测技术
PADs中整合核酸扩增虽显著提升了分析性能,但也带来分析时间延长、需额外设备、扩增偏倚与交叉污染等风险。CRISPR-Cas系统是分子生物学的重要创新,提供可编程、特异性的核酸识别能力,革新了高灵敏度特异性检测方法的开发,但通常需额外扩增步骤以提升分析性能。为解决此局限,研究人员正通过两大策略改造CRISPR-Cas系统,以期在无扩增条件下结合PADs实现高灵敏度检测:一是增强靶向能力与酶切效率,例如Fozouni团队利用多crRNAs提升Cas13a激活效率,通过集体切割作用缩短分析时间,提升SARS-CoV-2等靶标的检测限,可在移动设备上30分钟内检测100 copies mL?1预分离的SARS-CoV-2 RNA;二是使用多种CRISPR核酸酶串联实现直接核酸传感与快速信号生成,Liu等人结合RNA引导的Cas13与Csm6及稳定激活剂,开发出一步法检测体系,可在20分钟内检测约30 molecules μL?1的RNA。Long等人通过延长crRNA的3′或5′端(不同长度的ssDNA、ssRNA、硫代磷酸酯ssDNA)调控crRNA设计,揭示了自催化现象,使LbCas12a介导的旁侧切割活性提升3.5倍,靶标识别特异性显著增强,无需预扩增即可实现飞摩尔级检测限。这些CRISPR-Cas系统改造策略,为开发无扩增条件下运行的高灵敏度PADs指明了方向。
电化学纸质分析器件(Electrochemical Paper-based Analytical Devices, ePADs)进一步拓展了PADs兼容的无扩增核酸检测方法库。此类分析通过测量电流响应实现,本身具备高灵敏度。Appan Roychoudhury团队开发了基于电化学阻抗谱的ePADs,采用多价结合技术,增加探针与靶标的相互作用频率,成功在无扩增条件下检测SARS-CoV-2 RNA,检测限达303 aM。Koo等人利用可变交变电流电动流体动力力增强探针-靶标杂交,直接检测天然RNA靶标,无需靶标扩增或表面功能化。这些方法通过增加电化学探针-靶标杂交提升电流响应,满足检测所需的灵敏度阈值。但稳定性低与背景噪声干扰仍是ePADs发展的主要局限,研究人员正探索聚合物、保护涂层等稳定剂以维持纸表面电活性组分的结构完整性,并应用统计算法与机器学习技术处理原始电化学数据,区分真实信号与背景波动,提升检测结果的可靠性。
4 纸质核酸检测的信号输出
纳米技术的近期进展推动了纸质核酸检测中核酸标记与信号输出方法的变革。纳米材料通过放大信号强度、提升灵敏度、实现快速准确读数,在增强核酸检测性能中发挥核心作用,其独特的电子、光学、催化与结构特性显著提升了核酸分析能力,推动了高灵敏度、稳健、用户友好的纸质核酸检测系统的发展。碳纳米管、量子点(Quantum Dots, QDs)、纳米酶等材料常被用于增强核酸信号强度、提升稳定性、促进定量检测。本节重点介绍各类具有优异性能的核酸标记纳米材料的近期进展,特别关注贵金属纳米材料、碳纳米材料、荧光材料与纳米酶。
4.1 贵金属纳米材料
金、银等贵金属纳米材料展现出独特的尺寸与表面依赖效应,可显著增强光信号生成与放大,是提升纸质核酸检测平台灵敏度与可靠性的关键。这些纳米颗粒可通过静电吸附、共价键(尤其是金-硫键)、生物素-亲和素系统与DNA或RNA偶联,适用于PADs中的信号放大。金纳米颗粒(AuNPs)因强表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)效应,在PADs比色分析中应用最广。纳米颗粒形貌对PADs灵敏度至关重要:Li与Zhan等人证实,尺寸约100 nm的AuNPs可在摩尔消光系数与反应速率间实现最优平衡;相同尺寸下,金纳米花比球形或棒状AuNPs具有更高的摩尔消光系数与更大的比表面积,可产生更强的比色信号,且能负载更高密度的核酸或酶。例如Zhang等人研究中,金-铂纳米花同时作为显色标签与催化标签,显著增强侧向层析中的核酸检测,实现miRNA-21检测限达0.3 pM,灵敏度是传统方法的200倍,展现了其在生物医学诊断中超灵敏现场核酸生物传感器的潜力。银纳米颗粒(AgNPs)虽可用于纸质比色检测,但因白色纸张背景下对比度弱,尤其在低浓度核酸靶标时,不推荐单独使用;但利用还原剂将银增强溶液中的Ag+还原为固体银颗粒沉积在金颗粒表面,可显著提升核酸检测灵敏度,较单独使用AuNPs提高100倍。
金、银的另一重要特性是强等离子体活性,使其成为最常用的强SERS活性材料。基于SERS效应的纸质拉曼光谱检测通常比传统的胶体金聚集比色LFA性能更优。但同种材料的纳米颗粒SERS活性差异巨大,改变纳米颗粒形状可因边缘与角落的额外热点产生更强增强效果,纳米棒、纳米球、纳米星、纳米花常被用作拉曼标签,其中纳米星与纳米花因其独特的尖锐角或树枝状结构,可在尖端与沟槽处产生强局域电磁场增强,形成高密度热点,实现优异的核酸检测性能。Jin-Ha等人开发了整合激活CRISPR-Cas12a技
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