儘管病毒性疾病的診斷測試已經取得了重大進展，但許多高度敏感的測試仍然依賴於複雜的樣品製備和結果解釋方法，使它們不適合在醫療點設置或資源有限的地區使用。然而，研究人員現在在ACS中央科學雜誌上揭示了一種新的、敏感的技術，它可以在短短20分鐘內使用"夜光"蛋白的一步流程來分析病毒核酸。
發出明亮的藍色或綠色光芒的蛋白質，如圖所示，可以使疾病診斷更加快速和容易。資料來源：Maarten Merkx
生物發光是螢火蟲的光芒、捕食者的光芒誘惑以及充滿浮游植物的海岸的幽藍背後的科學現象，它由涉及螢光素酶蛋白的化學反應驅動。這種發光蛋白已被集成到傳感器中，當檢測其目標時發出可見光，使它們成為直接進行醫療點測試的理想選擇。然而，直到現在，這些傳感器還沒有達到臨床診斷測試所需的特殊靈敏度。
被稱為CRISPR的基因編輯技術可以提供這種能力，但它需要許多步驟和額外的專業設備來檢測複雜、嘈雜的樣本中的信號很低，難以被察覺。因此，Maarten Merkx及其同事希望使用CRISPR相關的蛋白質，但將其與生物發光技術相結合，其信號只需用數位相機就能檢測到。
為了確保有足夠的樣品RNA或DNA進行分析，研究人員進行了重組聚合酶擴增（RPA），這是一種簡單的方法，在大約100華氏度的恆溫下工作。用這種被稱為LUNAS（發光核酸傳感器）的新技術，兩個針對病毒基因組不同相鄰部分的CRISPR/Cas9蛋白分別有一個獨特的螢光素酶片段附著在它們上面。
如果研究人員要測試的特定病毒基因組存在，這兩個CRISPR/Cas9蛋白將與目標核酸序列結合併相互靠近，使完整的螢光素酶蛋白形成並在化學底物的存在下發出藍光。為了說明這種底物被用完，研究人員使用了一個閃耀著綠色的控制反應。一個從綠色變為藍色的管子表示出陽性結果。
當對收集自鼻拭子的臨床樣本進行測試時，RPA-LUNAS在20分鐘內成功地檢測出SARS-CoV-2 RNA，甚至在濃度低至每微升200個拷貝的情況下。研究人員說，LUNAS測定在有效和容易地檢測許多其他病毒方面有很大潛力。