生物传感器是一类由识别元件、换能元件和信号放大输出元件组成的用来检测生物质的元器件。生物传感器相比传统电子传感器具有亲和力高、特异性强、组成构造简单等优点，广泛应用于核酸检测、蛋白质检测和小分子检测等。随着社会发展，环境污染形势日益严峻。上个世纪发源于日本的水俣病、痛痛病，形成于本世纪的三聚氰胺毒奶粉、苏丹红鸭蛋等事件，使公众对环境污染日益关注。因此开发更高效、灵敏度更高的小分子生物传感器日益迫切。

华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室主任张立新教授团队近日在Nature Communications杂志在线发表了题为A CRISPR-Cas12a-derived biosensing platform for the highly sensitive detection of diverse small molecules的论文。此研究将别构转录因子（allosteric TranscriptionFactor, aTF）可特异性感应小分子浓度信号特性和Cas12a可超灵敏检测核酸靶标并快速输出检测信号的优势整合在一起，开发了新一代生物传感器平台：“猫鼻”。aTF是一类可特异性感应小分子浓度信号的转录因子，其结合小分子后构象发生变化，并导致其从结合的核酸上解离从而解除转录抑制。而CRISPR-Cas12a蛋白在识别靶标核酸之后便产生反式切割活性，并可将单链报告荧光DNA探针切碎，从而发出可被定量检测的荧光。结合以上两个方法的特征，“猫鼻”平台具有设计简单、灵敏度高、快速、高效、高通量的优势。据悉，张老师团队已经为Cat-Smelor申请了专利和注册了商标；可以预见，“猫鼻”也将在食品安全检测、环境污染物检测、疾病分子检测等方面具有非常大的商业应用潜力。

张立新教授现任华东理工大学生物反应器工程国家重点实验室主任，国家杰青，973项目首席科学家。张老师在阿维菌素生物合成、沉默基因簇激活、新活性天然产物发现和生物合成等研究领域做出了杰出贡献，其杰出工作也帮助中国成为阿维菌素最有竞争力的生产国；同时，张老师在Nature、Nature biotechnology、PNAS等杂志发表论文200+篇。

本文所提到的基于CRISPR-Cas12a的核酸快速检测技术HOLMES是由中科院赵国屏院士团队和上海师范大学王金博士团队发明的；他们最近还基于Cas12b开发了改进版的HOLMESv2，目前正联合吐露港生物科技有限公司合作进行产业化转化。