水相双相微反应器阵列实现的开放式数字生物测定

数字生物测定能够实现精确的单分子定量，但由于传统流程包含芯片外复杂的样品处理和封装步骤，并需要较高的硬件与工作流程复杂性，因此难以适配即时检测（POCT）。我们提出了 OASSIS（用于集成单分子数字生物测定平台的开放式水性两相分离系统，Open Aqueous two-phase Separation System for Integrated Single-molecule digital bioassay platform），这是一种无油、开放式的水性两相体系（ATPS）平台，能够将靶标和信号共同局限于聚乙二醇（PEG）相下方飞升级的葡聚糖（DEX）液滴中。我们将 CRISPR-Cas13a 检测系统与一种新型的分支型荧光报告分子相结合，该报告分子偶联有葡聚糖结合结构域（DBD），可在被切割后仍确保信号保留于 DEX 液滴内。荧光漂白后恢复实验结果证实了这种稳健的信号限域能力。OASSIS 不仅能够实现无扩增的数字 RNA 检测，还可通过其开放式架构进行连续样品引入，从而逐步提高灵敏度：检测限（LOD）由首次引入时的 1.08 fM 提升至第三次引入时的 0.34 fM。此外，OASSIS 还在经过变性剂处理的复杂鼻咽拭子基质中展示了特异性检测能力以及约 10 倍的富集效果。综上，这些结果表明，OASSIS 的开放式架构为实现高灵敏度、低复杂度的 POCT 和临床诊断应用提供了一条切实可行的途径。

1 东京大学工程学研究科应用化学系，日持有人为作者/资助方，其已授予 bioRxiv 永久展示该预印本的许可。

本文依据 CC-BY-NC-ND 4.0 国际许可协议 提供。

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发表于 2026 年 7 月 16 日。

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由水性两相微反应器阵列实现的开放式数字生物测定

Yoshihiro Minagawa， Kai Matsumoto， Shoki Nakata， Hideaki Isago， Masaomi Nangaku， Makoto Kurano， Hiroyuki Noji

bioRxiv 2026.07.12.738022； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.12.738022

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由水性两相微反应器阵列实现的开放式数字生物测定

Yoshihiro Minagawa， Kai Matsumoto， Shoki Nakata， Hideaki Isago， Masaomi Nangaku， Makoto Kurano， Hiroyuki Noji

bioRxiv 2026.07.12.738022； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.12.738022

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.12.738022v1?rss=1

🏷️ 数字生物测定 水相双相体系 CRISPR-Cas13a RNA检测 即时检测 微反应器阵列