역전사-중합효소연쇄반응(reverse transcription-polymerase chain reaction, RT-PCR)은 COVID-19 팬데믹 기간 동안 SARS-CoV-2 검출의 표준(gold standard)으로 자리해 왔다. 그러나 RNA를 DNA로 전환해야 하며, 중앙 집중형 실험실 인프라에 의존하고, 처리 시간이 길다는 점은 근접 현장(point-of-care, POC) 적용을 제한해 왔다. CRISPR/Cas13a 매개 측방유동법(lateral flow assay, LFA)은 직접적인 RNA 분석을 위한 유망한 대안으로 부상했지만, 두 단계의 작업 흐름은 절차적 복잡성을 증가시키고 민감도를 저하시킨다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 표면증강 라만산란(surface-enhanced Raman scattering, SERS)을 기반으로 한 이중 경로 LFA 스트립을 개발하였으며, CRISPR/Cas13a 매개 RNA 절단과 SERS 검출을 단일의 휴대용 플랫폼에 통합하였다. 본 장치는 서로 다른 기하구조를 가진 5개의 수직 적층 종이 층을 사용하여, 두 개의 독립된 경로를 통해 순차적으로 CRISPR 반응과 SERS 정량을 수행할 수 있게 한다. SARS-CoV-2 ORF1ab RNA 표적에 대해 시험한 결과, 본 시스템은 기존 형광 분석법에 비해 감도를 80배 향상시키고 분석 소요 시간을 10분 단축하였다. 18개 샘플(양성 13개, 음성 5개)을 이용한 임상 검증에서는 높은 진단 정확도를 보였으며, RT-PCR 결과와 완전히 일치하였다. CRISPR 기반 RNA 인식과 SERS 신호 증폭을 사용자 친화적인 형식으로 통합함으로써, 이 이중 경로 LFA 스트립은 POC 환경에서의 감염성 질환에 대한 신속하고 초고감도이며 실용적인 진단 도구를 제공한다.

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