[出典] "Ultrasensitive detection of mycotoxins using a novel single-Atom, CRISPR/Cas12a-Based nanozymatic colorimetric biosensor" Liu M [..] Huo D, Hou C. Chem Eng J. 2024-07-30. https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.154418 [所属] Bioengineering College of Chongqing U,  Chongqing Institute for Food and Drug Control, Chongqing U

　中国の研究チームが、一連のFe-N-C単原子酵素 (single-atom enzyme: SAzyme) とFe-Co磁性ナノ粒子 (MNP) を熱分解により合成し、高いペルオキシダーゼ模倣活性を有するSAzymeを、CRISPR/Cas12a比色アプタマーセンサーを介してアフラトキシン B1 (AFB1) を検出するためのテトラメチルベンジジン (tetramethylbenzidine: TMB) 発色触媒として利用することに成功した。

　AFB1標的が存在しない場合、そのアプタマーはcrRNAに結合し、Cas12aのトランス切断活性を活性化し、一本鎖DNAを無差別に切断し、かなりの量のFe-N-C SAzymesを上清中に放出し、TMBの青色への変化を触媒した。

　この手法は、Fe-N-C型SAzymesの高い触媒活性と安定性、およびCRISPR/Cas12aシステムの高い特異性とシグナル増幅の組み合わせにより、検出システムの感度と特異性が著しく向上し、アプタマーを置き換えることで他のターゲットの検出も可能にする。

　さらに、X線広域吸収微細構造 (EXAFS) 分光法と密度汎関数理論 (DFT) シミュレーションを用いて、Fe-N-C SAzymesの潜在的な活性部位と触媒機構を探った。

　このスキームは、高密度Fe-N-C SAzymesを構築するための一般的な方法を提供し、その触媒メカニズムを理解するための実験的および理論的な指針を提供した。