利用微流控双液滴装置同时检测两种高危人乳头瘤病毒亚型

人乳头瘤病毒（HPV）是一组环状双链DNA（dsDNA）病毒。HPV可以根据其致癌特性大致分为低风险和高风险亚型。HPV16和HPV18是两种最常见的高危HPV亚型，引起70%的侵袭性宫颈癌。目前的HPV检测方法存在操作繁琐、通量低、设备复杂等缺点。

2023年2月1日，中科院精密测量院核酸复合物结构与功能研究组联合武汉大学高等研究院胥国勇课题组在Analytical Chemistry在线发表了题为“Integrating CRISPR-Cas12a into a Microfluidic Dual-Droplet Device Enables Simultaneous Detection of HPV16 and HPV18”的研究论文。

基于CRISPR诊断系统的高特异性、敏感性以及微流控技术强大的液体控制能力，该研究开发了一种同时检测HPV16和HPV18的微流控双液滴装置（M-D3）。该装置通过结合CRISPR-Cas12a系统和多重RPA技术，可用于同时检测HPV16和HPV18。在此液滴微流控平台中，RPA对靶标先进行扩增，再利用CRISPR-Cas系统对扩增后的目标核酸进行检测。由于M-D3可以平行产生两组液滴，因此HPV16-crRNA/绿色报告分子和HPV18-crRNA/红色报告分子可以分别封装在相关液滴中。当有靶标存在时，将触发Cas12a的非特异性切割活性，并对报告分子进行切割，生成相应的荧光信号，用于核酸检测。根据荧光颜色和强度，我们可以区分样本为HPV16/HPV18阳性或阴性。

图一 M-D3检测平台的工作原理

该研究采用M-D3评估临床人类患者样本中的HPV16/HPV18感染情况。结果表明，M-D3芯片上读取的结果与临床结果高度一致，其敏感性和特异性分别为92.3%和100%。M-D3平台具有操作方便、检测时间短、灵敏度高的优点，对传染病的有效诊断具有重要意义，在多路核酸检测方面具有巨大的应用潜力。

图二 临床患者样本中的HPV16和HPV18在M-D3平台同时检测

武汉大学高等研究院胥国勇教授，中科院精密测量院刘买利院士团队的李颖研究员、杨运煌研究员为通讯作者，武汉大学高等研究院/精密测量院联培博士生赵银为本文第一作者。该研究工作由国家自然科学基金、国家重点研发计划提供经费支持。

论文链接：

https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c05320