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DOI: 10.3791/64833-v
Please note that some of the translations on this page are AI generated. Click here for the English version.
This study presents a rapid and sensitive detection system for frog virus 3, emphasizing the integration of recombinase polymerase amplification (RPA) with the CRISPR/Cas12a system to enable point-of-care detection of DNA viruses. This innovative method aims to enhance detection accuracy and efficiency, which is crucial in preventing potential pandemic outbreaks.
我们提出了一种方案,该方案将重组酶聚合酶扩增与CRISPR / Cas12a系统相结合,用于DNA病毒的痕量检测,并构建了具有人工智能辅助分类的便携式智能手机显微镜,用于即时DNA病毒检测。
我们的方案引入了一种快速且高度灵敏的青蛙病毒 3 检测系统。值得注意的是,这种方法能够对DNA病毒进行即时检测,在预防大流行性疾病的发生方面发挥着至关重要的作用。该技术的主要优势在于它将RPA与CRISPR / Cas12a系统集成,并辅以基于智能手机的便携式显微镜和AI分类。
这种集成显著提高了检测效率和准确性,同时减少了人为因素造成的错误。首先,在反应缓冲液中加入四种关键的RPA酶。然后将预先设计的引物添加到混合物中。
彻底涡旋混合物。向每个 RPA 反应中加入 1 微升从青蛙病毒 3 获得的靶 DNA,并涡旋混合均匀。接下来,吸取 7 微升 100 毫摩尔氯化镁以引发反应。
将混合物在 37 摄氏度下孵育 30 分钟以完成测定。用CRISPR RNA制备Lachnospiraceae细菌CAS12a蛋白,形成功能性复合物。混合细菌蛋白和 10 X CRISPR/Cas12a 反应缓冲液。
现在添加 500 纳摩尔单链 DNA 报告探针。向 CRISPR/Cas12a CRISPR RNA 反应混合物中加入 1 微升 RPA 反应产物。将混合物在 37 摄氏度下孵育 30 分钟。
用酶标仪测量荧光信号。为了使用智能手机显微镜进行检测,首先将准备好的反应混合物移液到退缩的载玻片上。然后在孵育前用盖玻片盖住它。
将载玻片放在智能手机显微镜的载物台上,并调整焦距和清晰度。捕获图像以测量荧光信号。使用 ImageJ 测量每幅图像的平均灰度值和浓度组中平均灰度值的标准差。
采用深度学习模型 AlexNet 33 进行分类。现在使用 Python 将输入图像调整为 224 x 224 乘以三个通道。最后,使用预训练的骨干网络和ImageNet数据集来提取图像特征。
第六对引物提供了最大的扩增效率,并被选中。CRISPR RNA-3被证明是最有效的侧支切割方法。使用具有选定 RPA 引物和 CRISPR RNA 的开发检测系统导致 10 aM FV3 和对照组之间存在显着差异。
要记住的最重要的一点是具体的 CAS 12a 检测步骤。反应的CRISPR RNA可以被修饰或重新设计,以基于CAS 12a检测靶向其他DNA病毒。该方法有助于对目标病毒的数量进行初步评估。
基于此,可以采用qPCR等其他方法来获得更准确的病毒载量。该技术为便携式DNA病毒检测提供了初步尝试。对于本议定书中使用的青蛙病毒3,及时发现可以促使采取有效的保护措施,减少养殖业的损失。
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