論文の概要: Smartphone-integrated RPA-CRISPR-Cas12a Detection System with Microneedle Sampling for Point-of-Care Diagnosis of Potato Late Blight in Early Stage

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.15728v1
• Date: Tue, 10 Jun 2025 13:43:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-29 09:28:14.801579
• Title: Smartphone-integrated RPA-CRISPR-Cas12a Detection System with Microneedle Sampling for Point-of-Care Diagnosis of Potato Late Blight in Early Stage
• Title（参考訳）: マイクロニードルサンプリングによるスマートフォン内蔵RPA-CRISPR-Cas12a検出システム
• Authors: Jiangnan Zhao, Hanbo Xu, Cifu Xu, Wenlong Yin, Laixin Luo, Gang Liu, Yan Wang,
• Abstract要約: ポテト・ラテライト(Potato late blight)は、オオマイセト病原体であるフィトフォソーラ(Phytophthora infestans)によって引き起こされた、ジャガイモの作物に最も被害を与える病気の1つである。 植物病に対する可搬型RPA-CRISPRによる診断システムについて報告する。 システムは、特殊な機器に大きく依存する従来の方法の限界を解き放ちます。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.848649773160473
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Potato late blight, caused by the oomycete pathogen Phytophthora infestans, is one of the most devastating diseases affecting potato crops in the history. Although conventional detection methods of plant diseases such as PCR and LAMP are highly sensitive and specific, they rely on bulky and expensive laboratory equipment and involve complex operations, making them impracticable for point-of care diagnosis in the field. Here in this study, we report a portable RPA-CRISPR based diagnosis system for plant disease, integrating smartphone for acquisition and analysis of fluorescent images. A polyvinyl alcohol (PVA) microneedle patch was employed for sample extraction on the plant leaves within one minute, the DNA extraction efficiency achieved 56 ug/mg, which is approximately 3 times to the traditional CTAB methods (18 ug/mg). The system of RPA-CRISPR-Cas12a isothermal assay was established to specifically target P. infestans with no cross-reactivity observed against closely-related species (P. sojae, P. capsici). The system demonstrated a detection limit of 2 pg/uL for P. infestans genomic DNA, offering sensitivity comparable to that of benchtop laboratory equipment. The system demonstrates the early-stage diagnosis capability by achieving a approximately 80% and 100% detection rate on the third and fourth day post-inoculation respectively, before visible symptoms observed on the leaves. The smartphone-based "sample-to-result" system decouples the limitations of traditional methods that rely heavily on specialized equipment, offering a promising way for early-stage plant disease detection and control in the field.
• Abstract（参考訳）: ポテト・ラテライト(Potato late blight)は、オオマイセト病原体Phytophthora infestansによって引き起こされた、ジャガイモの作物に最も被害を与える病気の1つである。 PCRやLAMPなどの従来の植物病の検出方法は非常に敏感で特異なものであるが、それらは重厚で高価な実験装置に依存しており、複雑な手術を伴っているため、現場でのポイント・オブ・ケアの診断には実用的ではない。 本稿では,植物病に対する可搬型RPA-CRISPR診断システムについて報告する。 植物葉の試料抽出にはポリビニルアルコール (PVA) マイクロニードルパッチを用い, DNA抽出効率は従来のCTAB法(18 ug/mg)の約3倍に向上した。 The system of RPA-CRISPR-Cas12a isothermal Assay was established to specifically target P. infestans without no cross-reactive observed against similar-related species (P. sojae, P. capsici。 P. infestans genomic DNAの検出限界は2pg/uLであり,ベンチトップ実験装置に匹敵する感度を示した。 本システムは,3日目と4日目にそれぞれ約80%,100%検出率を達成して早期診断能力を示す。 スマートフォンベースの「サンプル・トゥ・リサート(sample-to-result)」システムは、特殊な機器に大きく依存する従来の方法の限界を解き、この分野における早期の植物病の検出と制御に有望な手段を提供する。

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