Coronavirus disease (COVID-19) has affected people for over two years. Moreover, the emergence of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) variants has raised concerns regarding its accurate diagnosis. Here, we report a colorimetric DNAzyme reaction triggered by loop-mediated isothermal amplification (LAMP) with clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR), referred to as DAMPR assay for detecting SARS-CoV-2 and variants genes with attomolar sensitivity within an hour. The CRISPR-associated protein 9 (Cas9) system eliminated false-positive signals of LAMP products, improving the accuracy of DAMPR assay. Further, we fabricated a portable DAMPR assay system using a three-dimensional printing technique and developed a machine learning (ML)-based smartphone application to routinely check diagnostic results of SARS-CoV-2 and variants. Among blind tests of 136 clinical samples, the proposed system successfully diagnosed COVID-19 patients with a clinical sensitivity and specificity of 100% each. More importantly, the D614G (variant-common), T478K (delta-specific), and A67V (omicron-specific) mutations of the SARS-CoV-2 S gene were detected selectively, enabling the diagnosis of 70 SARS-CoV-2 delta or omicron variant patients. The DAMPR assay system is expected to be employed for on-site, rapid, accurate detection of SARS-CoV-2 and its variants gene and employed in the diagnosis of various infectious diseases.

中文翻译：

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基于智能手机的 SARS-CoV-2 和变体检测系统，该系统使用环介导等温扩增 (LAMP) 触发的比色脱氧核酶反应和成簇的规则间隔短回文重复序列 (CRISPR)

冠状病毒病 (COVID-19) 已经影响人们两年多了。此外，严重急性呼吸系统综合症冠状病毒 2 (SARS-CoV-2) 变体的出现引起了人们对其准确诊断的担忧。在这里，我们报告了一种由环介导等温扩增 (LAMP) 触发的比色 DNAzyme 反应，该反应具有成簇的规则间隔短回文重复序列 (CRISPR)，称为 DAMPR 分析，用于在一小时内检测具有阿托摩尔敏感性的 SARS-CoV-2 和变异基因. CRISPR 相关蛋白 9 (Cas9) 系统消除了 LAMP 产品的假阳性信号，提高了 DAMPR 检测的准确性。更远，我们使用三维打印技术制造了便携式 DAMPR 检测系统，并开发了基于机器学习 (ML) 的智能手机应用程序来定期检查 SARS-CoV-2 及其变体的诊断结果。在对 136 个临床样本的盲测中，该系统成功诊断出 COVID-19 患者，临床敏感性和特异性均为 100%。更重要的是，选择性地检测了 SARS-CoV-2 S 基因的 D614G（变异-常见）、T478K（delta 特异性）和 A67V（omicron 特异性）突变，从而能够诊断 70 个 SARS-CoV-2 delta或 omicron 变异患者。该DAMPR检测系统有望用于现场、快速、准确检测SARS-CoV-2及其变异基因，应用于多种传染病的诊断。在对 136 个临床样本的盲测中，该系统成功诊断出 COVID-19 患者，临床敏感性和特异性均为 100%。更重要的是，选择性地检测了 SARS-CoV-2 S 基因的 D614G（变异-常见）、T478K（delta 特异性）和 A67V（omicron 特异性）突变，从而能够诊断 70 个 SARS-CoV-2 delta或 omicron 变异患者。该DAMPR检测系统有望用于现场、快速、准确检测SARS-CoV-2及其变异基因，应用于多种传染病的诊断。在对 136 个临床样本的盲测中，该系统成功诊断出 COVID-19 患者，临床敏感性和特异性均为 100%。更重要的是，选择性地检测了 SARS-CoV-2 S 基因的 D614G（变异-常见）、T478K（delta 特异性）和 A67V（omicron 特异性）突变，从而能够诊断 70 个 SARS-CoV-2 delta或 omicron 变异患者。该DAMPR检测系统有望用于现场、快速、准确检测SARS-CoV-2及其变异基因，应用于多种传染病的诊断。选择性地检测到 SARS-CoV-2 S 基因的 A67V（omicron 特异性）突变，从而能够诊断 70 名 SARS-CoV-2 delta 或 omicron 变异患者。该DAMPR检测系统有望用于现场、快速、准确检测SARS-CoV-2及其变异基因，应用于多种传染病的诊断。选择性地检测到 SARS-CoV-2 S 基因的 A67V（omicron 特异性）突变，从而能够诊断 70 名 SARS-CoV-2 delta 或 omicron 变异患者。该DAMPR检测系统有望用于现场、快速、准确检测SARS-CoV-2及其变异基因，应用于多种传染病的诊断。