核酸即时检测在传染病防控、遗传病诊断、检验检疫、环境监测等领域发挥着日益重要的作用。以Cas12和Cas13核酸酶为代表的CRISPR效应蛋白,通过其新颖的trans-cleavage活性实现信号放大,为核酸即时检测技术的发展提供了新的方向。然而CRISPR核酸检测技术在很大程度上仍处于起步阶段,要想取代现有的生物分子核酸传感技术,还面临许多挑战。依赖于专业人员进行操作,需要借助大型设备进行信号输出,反应步骤繁琐,反应周期较长等缺陷使得现有CRISPR系统难以满足核酸即时检测便携化、快速化的现实需求。鉴于核酸即时检测技术的现状和发展趋势,本文从CRISPR核酸检测体系的便携式信号输出和一体化检测方法构建两个方面展开了研究:一方面,本文以检测信号的转导与输出为核心,结合级联酶反应,纸基微流控芯片、功能化磁珠等反应平台,贵金属纳米粒子、DNA智能水凝胶等生物材料,构建了一系列生物传感器。将经典CRISPR检测平台中的荧光信号替换为一系列简单易读的信号,其中葡萄糖信号可利用家用血糖仪进行快速读取,而颜色和距离信号可借助裸眼直接读取。借助上述三种信号输出新方法,本文利用CRISPR Cas12a系统分别构建了针对SARS-CoV-2、转基因作物和侵袭性真菌的即时检测新方法。这三种检测方法不仅具有与传统定量PCR技术相当或更高的灵敏度和特异性,而且能够革除对专业人员和大型设备的依赖,提高了检测平台的用户友好度,具有较好的实际应用场景。另一方面,CRISPR核酸检测平台通常由核酸扩增体系、CRISPR信号识别体系、信号转导与输出体系三部分顺次构成。其中,核酸扩增是整个检测系统关键的组成部分,但其设计较为复杂,反应时间较长。在本文中,将基于CRISPR Cas13a的起始反应和基于聚多巴胺纳米微球生物传感器的循环扩增技术相结合,以非靶标核酸的循环放大反应代替传统核酸扩增反应,革除了传统CRISPR Cas13a系统对其依赖性,构建了便携式的一体化核酸检测新方法。本文借助该一体化检测平台实现了 miRNA的高灵敏度即时检测,将有望为疾病相关核酸标志物的临床诊断创造一种实用的新工具。