根據Cas蛋白的組成不同，CRISPR/Cads系統分為兩大類(lèi)，即ClassⅠ和ClassⅡ。其中ClassⅠ系統的效應復合物由多個(gè)Cas蛋白亞基組成，該類(lèi)別的共同特征是利用多個(gè)Cas蛋白效應復合物實(shí)現功能；而ClassⅡ系統的效應復合物則是單個(gè)多結構域蛋白，如Cas9、Cas12、Cas13等。由于單個(gè)效應蛋白便于操作，因此ClassⅡ類(lèi)CRISPR/Cas系統在實(shí)際應用中更為廣泛。

1、Cas酶的選擇

Cas酶在CRISPR檢測中扮演著(zhù)至關(guān)重要的角色，能夠精準地識別并切割與目標序列互補的DNA或RNA，從而實(shí)現對特定基因的高效檢測。由于實(shí)驗目的、靶標基因、操作條件等差異，選擇合適Cas酶也尤為重要。

Cas12a：又稱(chēng)Cpf1，它是一種核酸內切酶，能特異性識別并剪切帶PAM（5'-TTTN-3'或5'-TTN-3'）的雙鏈DNA（dsDNA）靶標，使DNA雙鏈斷裂并生成黏性末端。此外，對單鏈DNA（ssDNA）靶標的識別和剪切不依賴(lài)PAM序列。

Cas12b:同樣是一種依賴(lài)SgRNA介導的核酸內切酶，能特異性識別并剪切帶PAM(5'-TTN-3)的dsDNA，使DNA雙鏈斷裂并生成黏性末端。特別的是，它在45-65°C的中高溫環(huán)境中具備更高的切割活性。

Cas13a:它在SgRNA引導下，可以識別并切割體系中的特異單鏈RNA。在切割特定RNA序列后，其“附屬切割”活性會(huì )被激活，可高效地切割體系中的任意序列sSRNA。

Cas13a:它在sgRNA引導下，可以識別并切割體系中的特異單鏈RNA。在切割特定RNA序列后，其“附屬切割”活性會(huì )被激活，可高效地切割體系中的任意序列sSRNA。

2、crRNA設計與合成

crRNA是CRISPR-Cas系統中的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，它識別并引導Cas蛋白到目標核酸序列位置，通過(guò)與目標DNA或RNA序列的互補配對，指導Cas蛋白進(jìn)行精確的切割或編輯。crRNA極大影響檢測體系的靈敏度，因此在實(shí)驗中我們需選擇效果最優(yōu)的crRNA。

crRNA設計合成涉及以下注意事項：

1.目標序列選擇:選擇一個(gè)特定的目標序列作為設計的起點(diǎn)，通常是根據目標基因的功能和相關(guān)研究的需要來(lái)確定，選擇基因組中的高拷貝重復片段作為靶標基因，

2.PAM序列選擇:在目標序列附近選擇適當的PAM序列。

3.避免剪切位點(diǎn):避免剪切位點(diǎn)與其他非目標基因席列相匹配。這可以通過(guò)使用序列比對軟件來(lái)實(shí)現，

4.避免剪切位點(diǎn)的二級結構:避免目標序列和其他非目標序列形成穩定的二級結構。

5.序列選擇與驗證:在設計過(guò)程中，可以使用序列比對工具和結構預測工具來(lái)評估設計的crRNA的特異性和有效性，最后通過(guò)實(shí)驗證實(shí)設計的crRNA的特異性和剪切效果。

以下是我們常用的crRNA引物設計序列:

1.LbCas12a:

5'AAUUUCUACUAAGUGUAGAUNNNNNNNN 3’(N表示與特導靶標序列互補配對的spacer區)

2.Aapcas12b:

5'GUCUAGAGGACAGAAUUUUUCAACGGGUGUGCCAAUGGCCACUUUCCAGGUGGCAAAGCCCGUUGAGCUUCUCAAAUCUGAGAAGUGGCACNNNNNNNNNNNNNNN3'，(N表示與特導靶標序列互補配對的spacerx)

3.LwaCas13a:

5'GAUUUAGACUACCCCAAAAACGAAGGGGACUNNNNNN3'，(N表示與AAAACNNNN特異靶標序列互補配對的spacer區，建議spacer區長(cháng)度為20-28nt)

4.LbuCas13a：

5'GGACCACCCCAAAAAUGAAGGGGACCAAAACNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN3'，(N表示與特異靶標序列互補配對的spacer區)

3、恒溫擴展體系選擇

恒溫擴增技術(shù)（Isothermal Amplification）是實(shí)現快速、精確檢測的關(guān)鍵方法之一。它相比傳統的PCR方法更加簡(jiǎn)便和快速，特別是在需要現場(chǎng)快速檢測或設備條件有限的情況下顯示出了其獨特的優(yōu)勢。下面為大家介紹一下常見(jiàn)的恒溫擴增體系。

1. LAMP（環(huán)介導等溫擴增）

特點(diǎn): LAMP技術(shù)依賴(lài)于一組特制的引物和Bst DNA聚合酶的特異性裂解活性，能在一個(gè)恒定的溫度（通常是60°C-65°C）下進(jìn)行。這個(gè)方法能在短時(shí)間內（一般小于一個(gè)小時(shí)）高效地進(jìn)行擴增，并且可以通過(guò)肉眼觀(guān)察擴增結果（如加入熒光劑）。

2. RPA（重組酶聚合酶擴增）

特點(diǎn): RPA技術(shù)在室溫或接近室溫條件（37°C-42°C）下工作，無(wú)需特殊設備。RPA通過(guò)使用重組酶來(lái)解開(kāi)雙鏈DNA，在較短時(shí)間內完成目標DNA的擴增。3.NASBA（核酸序列依賴(lài)的擴增） 特點(diǎn)：NASBA反應在恒溫條件（41°C-42°C）下進(jìn)行，擴增的產(chǎn)物可以是單鏈DNA或雙鏈RNA?？梢詸z測到較低濃度的RNA靶標，但對試劑的穩定性要求較高，且操作相對復雜。

3.NASBA（核酸序列依賴(lài)的擴增）

特點(diǎn)：NASBA反應在恒溫條件（41°C-42°C）下進(jìn)行，擴增的產(chǎn)物可以是單鏈DNA或雙鏈RNA?？梢詸z測到較低濃度的RNA靶標，但對試劑的穩定性要求較高，且操作相對復雜。

在選擇恒溫擴增體系時(shí)，需要綜合考慮多種因素，包括：實(shí)驗目的、目標序列特性、實(shí)驗條件、以及擴增體系的穩定性和效率等。以下是在選擇恒溫擴增體系時(shí)考慮的兩大重要因素：

1)目標序列特性:目標序列的長(cháng)度、GC含量、是否存在二級結構等因素都會(huì )影響到恒溫擴增的效果。因此在選擇恒溫擴增體系時(shí)，需要充分了解目標序列的特性，并選擇適合該特性的擴增體系，

2)擴增體系的穩定性和效率:恒溫擴增體系的穩定性和效率是選擇時(shí)需要考慮的重要因素。穩定的體系可以減少實(shí)驗誤差，提高結果的準確性;高效的體系可以縮短實(shí)驗時(shí)間，提高實(shí)驗效率.

RISPR/Cas未來(lái)方向

第一，是新的Cas蛋白的開(kāi)發(fā)及突變體的篩選鑒定。例如后來(lái)發(fā)現的Cas14蛋白，不同于Cas12和Cas13，其擅長(cháng)識別單鏈DNA，豐富了CRISPR工具箱。而具有不同切割特性的Cas蛋白的篩選鑒定為提高檢測通量及降低“脫靶效應”提供了方法。

第二，是將CRISPR/Cas其和其他的技術(shù)平臺結合起來(lái)，開(kāi)發(fā)新穎實(shí)用的生物傳感策略。比如將Cas9蛋白固定于石墨烯場(chǎng)效應晶體管，以及將Cas系統的報告探針固定于電極上，從而實(shí)現不需要使用信號擴增的電化學(xué)生物傳感器的構建。使用水凝膠作為其響應原件實(shí)現多樣化的信號輸出。與微流體技術(shù)結合開(kāi)發(fā)出的CARMAN技術(shù)，可以對數十個(gè)樣本，上百種病毒進(jìn)行快速檢測，為解決通量低的問(wèn)題提供了方法等。

RPA試劑盒及試紙條系列：

Cas酶系列