近日，我院王菊芳教授课题组在Biosens Bioeletron（IF=10.257）杂志上发表了一篇题为“Detection and differentiation of respiratory syncytial virus subgroups A and B with colorimetric toehold switch sensors in a paper-based cell-free system”的研究论文，硕士生曹孟岑为论文第一作者，博士生孙秋丽为共同第一作者。

（论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566321002104）

图1 检测方法原理图

如图1所示，该研究基于toehold switch传感器、无细胞体系等元件构建了一种核酸的可视化检测方法。Toehold switch传感器（图1A）为RNA核糖调节器，在合成生物学领域有广泛应用：当trigger RNA与switch RNA互补配对时，激活翻译，产生大量报告蛋白β-半乳糖苷酶（LacZ），LacZ催化显色底物CPRG发生水解反应，使体系发生由黄到紫的颜色变化，产生肉眼可辨的结果。无细胞体系（图1B）由保留蛋白质合成能力的细胞抽提物、能量及其他所需元件组成，将基因的转录、翻译过程集中在一个体外系统中。NASBA（图1C）则可特异性等温扩增RNA模板，从而产生大量trigger RNA，来提高检测方法的灵敏度。

图2  RSVA、RSVB的检测灵敏度与其他病毒的交叉反应性

将此方法应用于呼吸道合胞病毒亚型A（RSVA）和亚型B（RSVB）的分型检测：最佳反应条件下， RSVB和RSVA的可视化检测限分别为91aM（图2A，图2B）和52aM（图2C，图2D）。将含有toehold switch传感器的无细胞体系冻干在合适的纸基上，有利于长途运输和稳定储存的需要。如图2B、2D所示，纸基载体上对RSVB和RSVA的可视化检测限分别为91aM和5.2fM，与其他几种呼吸道病毒均无交叉反应（图2E）。

该方法通过toehold switch传感器和NASBA实现特异性检测的双重保障，又通过NASBA等温扩增和显色反应双重放大可视化检测信号，具有高特异性和高灵敏度，特别适合无专业操作人员、无复杂实验设备的检测场景，以实现目标的快速可视化检测。

该研究得到了国家重点研发计划（2017YFC1601203）项目的资助。