王紅旗， 張 玲， 劉冬梅， 王 敏，葛艷靜， 周 玲， 劉繼紅*

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，河南 鄭州，450002；2.河南省糧食質(zhì)量安全與檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450002；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（鄭州），河南 鄭州450002）

小分子靶標(biāo)核酸適配體研究進(jìn)展

王紅旗1，2，3， 張 玲1，2，3， 劉冬梅1，2，3， 王 敏1，2，3，葛艷靜1，2，3， 周 玲1，2，3， 劉繼紅*1，2，3

（1.河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測(cè)技術(shù)研究所，河南 鄭州，450002；2.河南省糧食質(zhì)量安全與檢測(cè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河南 鄭州450002；3.農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估實(shí)驗(yàn)室（鄭州），河南 鄭州450002）

核酸適配體是能夠與靶分子高親和力、高特異性結(jié)合的單鏈寡核苷酸。目前，在生物傳感、疾病診斷和治療等方面，以核酸適配體作為分子識(shí)別元件已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多具有應(yīng)用可行性的各種檢測(cè)方法。盡管核酸適配體具有這些方面的應(yīng)用可能性，但是目前能夠結(jié)合小分子的核酸適配體非常少。小分子具有多種多樣的生物功能以及臨床、商業(yè)價(jià)值，因此針對(duì)小分子靶標(biāo)展開(kāi)研究，開(kāi)發(fā)新型、實(shí)用的分子識(shí)別探針用于檢測(cè)這些小分子具有重要的研究意義。作者主要介紹了針對(duì)小分子靶標(biāo)核酸適配體開(kāi)發(fā)所面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)，以及在生物傳感和食品安全應(yīng)用方面所存在的機(jī)遇。

核酸適配體；小分子；食品安全；生物傳感；指數(shù)富集配基系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)

1 核酸適配體與指數(shù)富集配基系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)（SELEX）

1.1 核酸適配體與SELEX技術(shù)

20多年前，研究人員利用人工合成的方法獲得了一段能夠特異性結(jié)合靶標(biāo)分子的RNA片段，即“核酸適配體”，從而徹底革新了人們對(duì)分子識(shí)別事件的傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)[1-2]。核酸適配體既可以是RNA也可以是DNA，廣泛應(yīng)用在食品安全檢測(cè)中作為危害因子的特異性分子識(shí)別元件，在物質(zhì)分離富集過(guò)程中作為能夠與靶目標(biāo)發(fā)生特異性結(jié)合的配基以及在醫(yī)學(xué)上用于臨床診斷和治療。相對(duì)于傳統(tǒng)的分子識(shí)別元抗體來(lái)說(shuō)，核酸適配體具有自身的優(yōu)勢(shì)[3]：靶標(biāo)范圍非常廣泛——從金屬離子、有機(jī)小分子、蛋白質(zhì)到病毒甚至細(xì)胞；靶標(biāo)沒(méi)有免疫原性或免疫原性低，可以是毒性靶標(biāo)；篩選過(guò)程不依賴生物體，無(wú)需在生理?xiàng)l件下進(jìn)行；可體外人工合成——成本低廉、批次間差異小、純度高、化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性高；易于化學(xué)修飾和標(biāo)記。

相對(duì)于其他人工合成的分子識(shí)別元件如分子印跡聚合物（Molecular Imprinted Polymers，MIPs）來(lái)說(shuō)，核酸適配體選擇性更高，因此其在生物傳感和食品安全應(yīng)用方面顯示出廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)然，核酸適配體也不是完美無(wú)瑕的，與抗體或MIPs不同的是，核酸適配體的三級(jí)結(jié)構(gòu)與檢測(cè)方法所采用的分析條件緊密相關(guān)，在血液中很容易降解；與抗體相比，核酸適配體的化學(xué)多樣性略顯不足。然而，目前這些問(wèn)題部分已經(jīng)得以解決，比如可以通過(guò)化學(xué)修飾來(lái)提高核酸適配體的核酸酶耐受性或增加可供選擇的核苷酸的多樣性等。

指數(shù)富集配基系統(tǒng)進(jìn)化技術(shù)（Systematic Evolution Of Ligands by Exponential Enrichment，SELEX技術(shù)）[3]最早報(bào)道于20世紀(jì)60年代。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展，聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）技術(shù)、反轉(zhuǎn)錄酶的提取技術(shù)，長(zhǎng)片段核酸序列的固相化學(xué)合成技術(shù)等技術(shù)的出現(xiàn)，該技術(shù)通過(guò)與這些現(xiàn)代生物技術(shù)的聯(lián)合被廣泛應(yīng)用。雖然有報(bào)道稱一些研究小組對(duì)SELEX篩選過(guò)程進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)，但是SELEX技術(shù)的大致流程依然保持不變，大致分為結(jié)合、分離、洗脫、放大四個(gè)步驟，見(jiàn)圖1。首先通過(guò)化學(xué)合成構(gòu)建一個(gè)約含有1015個(gè)不同序列的單鏈寡核苷酸文庫(kù)，將靶標(biāo)與文庫(kù)一起孵育以便于靶標(biāo)與相應(yīng)的核酸充分結(jié)合，然后通過(guò)分離程序?qū)⒔Y(jié)合與未結(jié)合的核酸分離，接著利用洗脫程序?qū)⒔Y(jié)合的核酸洗脫，最后以這些洗脫的核酸為模板進(jìn)行PCR擴(kuò)增并用于下一輪篩選。通過(guò)不斷地的結(jié)合、分離、洗脫與擴(kuò)增，一些與靶標(biāo)不結(jié)合或親和力較小以及中親和力的核酸相繼被淘汰，而具有高親和力的核酸適配體逐漸被富集起來(lái)。

圖1 SELEX篩選過(guò)程示意圖Fig.1 Schematic of SELEX

SELEX技術(shù)最大的優(yōu)點(diǎn)在于其篩選過(guò)程中結(jié)合條件的多樣性以及文庫(kù)設(shè)計(jì)的靈活性。最早的SELEX技術(shù)改進(jìn)是引入了負(fù)相或反相篩選步驟，目的是消除篩選過(guò)程中與固相載體或結(jié)構(gòu)相似性化合物有親和力的非特異性結(jié)合序列。目前SELEX技術(shù)的改進(jìn)主要包括改變篩選壓力、篩選平臺(tái)、篩選文庫(kù)以及實(shí)現(xiàn)過(guò)程的自動(dòng)化等。文庫(kù)的改進(jìn)包括引入已知功能的固定序列或者增加文庫(kù)結(jié)構(gòu)的多樣性，其中文庫(kù)的多樣性可以通過(guò)初始文庫(kù)的設(shè)計(jì)或者突變PCR來(lái)實(shí)現(xiàn)。無(wú)論哪種改進(jìn)方式，最終目的都是為了獲得親和力有所改善的核酸適配體或者簡(jiǎn)化SELEX的篩選過(guò)程。

1.2 識(shí)別小分子的核酸適配體

目前，小分子靶標(biāo)核酸適配體的數(shù)量不到核酸適配體總數(shù)的1/4，見(jiàn)圖2。

圖2 各類靶標(biāo)的核酸適配體所占的比例Fig.2 Ratio of all kinds of aptamers

蛋白質(zhì)和細(xì)胞相對(duì)分子質(zhì)量較大的靶標(biāo)具有較多的功能基團(tuán)和結(jié)構(gòu)單元，通過(guò)特定的核酸序列與靶標(biāo)之間的氫鍵、靜電及疏水相互作用篩選成功的幾率較大[5]。在發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)或細(xì)胞的核酸適配體更容易篩選出來(lái)后，針對(duì)小分子靶標(biāo)核酸適配體篩選工作變得越來(lái)越少，但是篩選小分子靶標(biāo)核酸適配體仍然具有很大的吸引力，因?yàn)樾》肿影袠?biāo)在許多生物過(guò)程中扮演著重要的角色。小分子靶標(biāo)可以是毒素或致癌物等有毒有害物質(zhì)，也可以是藥物或營(yíng)養(yǎng)成分等有益物質(zhì)。生物分析方面，小分子作為細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)分子、色素或作為防御機(jī)制的一部分具有重要的實(shí)際檢測(cè)價(jià)值，而核酸適配體因易快速制備、經(jīng)濟(jì)適用、尺寸較小、通用性強(qiáng)，在該領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用前景。但是，相關(guān)的小分子靶標(biāo)要么是生理上微量存在的，要么是受血液或體液中非特異性化合物嚴(yán)重污染的，而已知的相關(guān)小分子靶標(biāo)的親和力處于微摩爾至納摩爾的居多，還不足夠強(qiáng)，因此這類基于核酸適配體的小分子靶標(biāo)分析方法大多需要通過(guò)有效的信號(hào)放大途徑或工具，如采用納米金、量子點(diǎn)、磁性微球以及各種酶等提高測(cè)定方法的靈敏度。在農(nóng)產(chǎn)品及食品質(zhì)量安全領(lǐng)域，針對(duì)真菌毒素、重金屬離子、農(nóng)藥殘留等危害因子，結(jié)合納米材料在光學(xué)、電學(xué)等方面表現(xiàn)出的優(yōu)良特性，開(kāi)發(fā)了許多基于核酸適配體的高靈敏、高特異性快速檢測(cè)技術(shù)，然而目前這些方法主要是針對(duì)基質(zhì)比較簡(jiǎn)單的實(shí)際樣品，且多是單一靶標(biāo)的檢測(cè)，有待進(jìn)一步提高檢測(cè)方法的抗復(fù)雜基質(zhì)干擾的能力以及提高方法的檢測(cè)通量。在醫(yī)藥領(lǐng)域，核酸適配體具有很多潛在的優(yōu)勢(shì)，如易于微型化的構(gòu)建、快速靈敏、特異性高、成本低廉，在新藥和藥物輸送系統(tǒng)的發(fā)展中可以作為診斷治療工具和生物傳感探針，目前這方面的應(yīng)用瓶頸在于感興趣靶標(biāo)核酸適配體的篩選以及核酸適配體的半衰期。表1列出了已被表征過(guò)的能夠識(shí)別小分子靶標(biāo)DNA核酸適配體。

表1 文獻(xiàn)中已經(jīng)報(bào)道的小分子靶標(biāo)DNA核酸適配體（截止到2014年）Table 1 DNA aptamers for small molecule target reported in the open literature（upto 2014）

續(xù)表1

2 小分子靶標(biāo)核酸適配體篩選的挑戰(zhàn)

2.1 小分子靶標(biāo)核酸適配體篩選的理論挑戰(zhàn)

雖然小分子靶標(biāo)核酸適配體的數(shù)量比較少，但相關(guān)研究卻最徹底、最廣泛。據(jù)過(guò)去10年文獻(xiàn)報(bào)道的次數(shù)，ATP核酸適配體僅次于凝血酶核酸適配體位居第二，可卡因和茶堿的核酸適配體分別位居第五和第七。茶堿RNA核酸適配體是第一例具有極高選擇性的核酸適配體，與茶堿的親和力比跟咖啡因（分子結(jié)構(gòu)上與茶堿只有一個(gè)甲基的不同）的親和力強(qiáng)10 000倍，且與茶堿的抗體相比選擇性提高了10倍[42]。普遍認(rèn)為小分子靶標(biāo)核酸適配體的親和力較弱，位于低微摩爾到中微摩爾之間，難于滿足大多數(shù)傳感器應(yīng)用的要求。Carothers等[43]研究表明，靶標(biāo)的相對(duì)分子質(zhì)量與核酸適配體的親和力成正比例關(guān)系，該研究結(jié)果與其他小組的研究結(jié)果一致。然而，茶堿（相對(duì)分子質(zhì)量180）是個(gè)例外；最近新篩選到的一些小分子靶標(biāo)核酸適配體的Kd值也低至納摩爾，如雙酚A[45]和土霉素[46]。另外，“天然適配體”核糖開(kāi)關(guān)也具有很強(qiáng)的親和力，如鳥(niǎo)嘌呤核糖開(kāi)關(guān)的Kd值為5 nmol/L，維生素B1焦磷酸酯的核糖開(kāi)關(guān)的Kd值在皮摩爾范圍 。據(jù)此推斷：靶標(biāo)含有的可旋轉(zhuǎn)化學(xué)鍵越少，其相應(yīng)的核酸適配體的親和力越高。

20世紀(jì)90年代，研究者們?cè)拇礢ELEX技術(shù)簡(jiǎn)單易行、成本低廉、成功率高，促進(jìn)了一批有關(guān)篩選的研究見(jiàn)諸報(bào)道。其實(shí)SELEX篩選技術(shù)相當(dāng)費(fèi)時(shí)費(fèi)力，成功率不足30%[47]。此外，幾乎每一個(gè)核酸適配體的實(shí)際應(yīng)用都申請(qǐng)了專利，一定程度上限制了核酸適配體篩選的創(chuàng)新。目前，很少有課題組在開(kāi)發(fā)新型小分子靶標(biāo)核酸適配體上投入過(guò)多的時(shí)間和資金，特別是考慮到在篩選過(guò)程中可能要面臨的技術(shù)挑戰(zhàn)。

2.2 小分子靶標(biāo)核酸適配體篩選的技術(shù)挑戰(zhàn)

2.2.1 靶標(biāo)的固定 分離步驟是SELEX篩選的關(guān)鍵。對(duì)于蛋白質(zhì)和細(xì)胞等大分子靶標(biāo)，可以分別采用硝酸纖維素膜和離心、熒光激活細(xì)胞分選術(shù)（FACS）以及對(duì)貼壁細(xì)胞進(jìn)行溫和洗滌等方式實(shí)現(xiàn)結(jié)合與不結(jié)合文庫(kù)的分離，不需要對(duì)靶標(biāo)進(jìn)行化學(xué)修飾，有利于獲得自由態(tài)靶標(biāo)的核酸適配體。然而這種經(jīng)典的篩選方法卻不適用于小分子靶標(biāo)。小分子靶標(biāo)核酸適配體篩選的首要困難在于靶標(biāo)在磁珠、聚合物微球、瓊脂糖等固相基質(zhì)上的固定。早期的篩選主要基于商品化的固定有靶標(biāo)的瓊脂糖基質(zhì)或者采取人工偶聯(lián)的方法。偶聯(lián)的前提是小分子靶標(biāo)上必須有可利用的功能團(tuán)，這種要求往往難以滿足。即使在偶聯(lián)可以實(shí)現(xiàn)的情況下，大量的柱填裝料會(huì)帶來(lái)比較嚴(yán)重的文庫(kù)非特異性吸附問(wèn)題。另外，對(duì)小分子靶標(biāo)進(jìn)行化學(xué)修飾會(huì)導(dǎo)致篩選到能夠結(jié)合基質(zhì)或鏈接臂的核酸適配體的幾率大大增加。如果篩選到的核酸適配體的親和力部分來(lái)自與固相基質(zhì)或者化學(xué)修飾基團(tuán)，那么其實(shí)際應(yīng)用功效則會(huì)大大降低。據(jù)報(bào)道，羅丹明的核酸適配體與自由靶標(biāo)的結(jié)合弱于與固相基質(zhì)上的靶標(biāo)[48]。

2.2.2 親和力的測(cè)定 （Kd） 親和力的測(cè)定是制約小分子靶標(biāo)核酸適配體快速發(fā)展的重要因素。傳統(tǒng)的Kd值測(cè)定方法必須固定核酸適配體或者靶標(biāo)，通過(guò)不斷增加另一組分的濃度進(jìn)行滴定從而產(chǎn)生結(jié)合曲線。常用的Kd值測(cè)定方法見(jiàn)表2，其中可有效測(cè)定小分子靶標(biāo)核酸適配體Kd值的方法相當(dāng)少。基于靶標(biāo)-核酸適配體復(fù)合物尺寸動(dòng)態(tài)變化的分離模式檢測(cè)技術(shù)和基于表面質(zhì)量敏感型的檢測(cè)方法，一般需要將靶標(biāo)或者核酸適配體固定在表面上。當(dāng)用于小分子靶標(biāo)時(shí)候，針對(duì)將核酸適配體在表面固定進(jìn)行測(cè)定的情況，這類方法的靈敏度面臨考驗(yàn)，因?yàn)樾》肿影袠?biāo)結(jié)合引起的總體質(zhì)量變化比較?。粚⑿》肿影袠?biāo)固定在表面上進(jìn)行測(cè)定，又會(huì)再一次面臨化學(xué)修飾影響親和力的問(wèn)題?；跇?gòu)象變換原理的檢測(cè)方法雖然可以用于小分子，但不是一種通用的檢測(cè)方法，因?yàn)椴⒎撬械暮怂徇m配體在與小分子靶標(biāo)結(jié)合時(shí)都能發(fā)生可量測(cè)的構(gòu)象變換[49]。其他的Kd值測(cè)定方法通常要求靶標(biāo)自身具有熒光或紫外吸收特性，然而實(shí)際應(yīng)用中許多小分子靶標(biāo)不具備這個(gè)特性。新近開(kāi)發(fā)的一些檢測(cè)方法如自動(dòng)化微芯片電泳技術(shù)和原子力光譜技術(shù)能夠部分克服以上所述難題，但依然缺乏一種通用的小分子靶標(biāo)核酸適配體親和力測(cè)定技術(shù)。

表2 核酸適配體Kd的測(cè)定方法Table 2 Methods for determining Kd of aptamer

3 小分子靶標(biāo)核酸適配體的機(jī)遇

由于小分子核酸適配體的篩選比較困難，目前已經(jīng)報(bào)道的小分子靶標(biāo)核酸適配體非常少。然而在生物傳感和化學(xué)生物學(xué)領(lǐng)域，小分子靶標(biāo)核酸適配體卻有著廣闊的應(yīng)用前景。各種天然或人工合成的化合物大都屬于小分子，包括氨基酸、甾族化合物、糖類化合物和核苷酸等，既可以用作治療的藥物、染料、輔酶因子、生理代謝物以及神經(jīng)遞質(zhì)等各種有益物質(zhì)，又可以充當(dāng)各種有害物質(zhì)如環(huán)境污染物、食品摻雜物、致癌物以及濫用藥物等。隨著小分子生物功能認(rèn)識(shí)的不斷深入，化學(xué)合成小分子藥物數(shù)量逐漸增多，環(huán)境和食品污染物監(jiān)控需求不斷增加，現(xiàn)在比過(guò)去更加迫切需要有效的小分子檢測(cè)/監(jiān)測(cè)工具或手段。目前已經(jīng)報(bào)道的基于核酸適配體的小分子檢測(cè)方法大都是針對(duì)ATP、可卡因或者茶堿三種明星靶標(biāo)，包括電化學(xué)、熒光、比色等檢測(cè)方法。這些方法的通用性仍需要其他小分子靶標(biāo)的驗(yàn)證。如表1所示，許多核酸適配體序列可以用于小分子生物傳感檢測(cè)方法的開(kāi)發(fā)，其中一些小分子靶標(biāo)與環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)產(chǎn)品以及食品質(zhì)量安全、醫(yī)療診斷密切相關(guān)。為此，我們應(yīng)該加快推進(jìn)基于核酸適配體的生物傳感技術(shù)從概念型走向?qū)嵱眯筒⒂糜趯?shí)際樣品的分析應(yīng)用。

Li等[67]報(bào)道了一種著名的通用型“結(jié)構(gòu)開(kāi)關(guān)型”小分子靶標(biāo)生物傳感檢測(cè)方法，該方法利用了核酸適配體固有的結(jié)合特性：既可以結(jié)合同源靶標(biāo)又可以與其互補(bǔ)鏈雜交，核酸雙鏈轉(zhuǎn)換成靶標(biāo)-適配體復(fù)合物的同時(shí)伴隨構(gòu)象變換，從而將特異性的分子識(shí)別事件轉(zhuǎn)換成可量測(cè)的信號(hào)（光、電、熱、質(zhì)量等）。如果核酸適配體與小分子靶標(biāo)結(jié)合時(shí)能夠發(fā)生較大的構(gòu)象變化，那么這種檢測(cè)策略就相當(dāng)吸引人，因?yàn)樗梢员荛_(kāi)其他檢測(cè)方法在小分子檢測(cè)方面所面臨的諸多困難。不管是DNA還是RNA核酸適配體 ，無(wú)論是在溶液中還是在界面上 ，都可以采用這種檢測(cè)策略。目前該檢測(cè)策略已經(jīng)用于ATP、茶堿、可卡因、組氨酸、OTA、L-精氨酸、絡(luò)氨酸、GTP和精氨酸等小分子的檢測(cè)。最近有報(bào)道將核酸適配體與其他功能序列偶聯(lián)嵌合的檢測(cè)技術(shù)，小分子靶標(biāo)核酸適配體尤其適合用于偶聯(lián)嵌合序列的制備。如將紡錘型核糖酶的一個(gè)莖環(huán)序列用ATP核酸適配體序列替代，從而可以用ATP來(lái)調(diào)控核糖酶的活性 ；孔雀石綠（MG）核酸適配體與核黃素單核苷酸核酸（FMN）適配體構(gòu)成的偶聯(lián)體，可以用來(lái)檢測(cè)FMN。類似的設(shè)計(jì)還用于ATP和茶堿傳感器的研發(fā)。

小分子靶標(biāo)核酸適配體還是一種重要的研究工具，可用于闡明一些具有重要生理作用的小分子調(diào)節(jié)關(guān)鍵細(xì)胞調(diào)控回路的作用。例如，我們可以利用小分子靶標(biāo)核酸適配體干擾細(xì)胞內(nèi)的生理重要性小分子，從而進(jìn)一步提高對(duì)生物體系的認(rèn)識(shí)。Marletta等利用亞鐵血紅素RNA和DNA核酸適配體在細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行表達(dá)，利用反饋抑制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了亞鐵血紅素大腸桿菌生物合成的預(yù)期調(diào)控。小分子靶標(biāo)核酸適配體還對(duì)體內(nèi)疾病治療藥物的開(kāi)發(fā)起著一定的主導(dǎo)作用。最近有報(bào)道稱多巴胺的DNA核酸適配體可用于精神分裂癥潛伏期的動(dòng)物的治療。

4 展望

小分子靶標(biāo)核酸適配體在篩選和應(yīng)用的過(guò)程中遭遇了一系列的理論或技術(shù)上的挑戰(zhàn)，嚴(yán)重制約了其進(jìn)一步研究和商業(yè)化的進(jìn)程。然而，我們?nèi)孕枥^續(xù)努力不斷拓展小分子靶標(biāo)核酸適配體的數(shù)量和范圍。目前，其研發(fā)和應(yīng)用的瓶頸在于自由態(tài)靶標(biāo)篩選策略的開(kāi)發(fā)及Kd值的測(cè)定技術(shù)：開(kāi)發(fā)不需要對(duì)小分子靶標(biāo)進(jìn)行固定或化學(xué)修飾的SELEX篩選技術(shù)；開(kāi)發(fā)新的真正意義上的Kd值測(cè)定方法。理想情況下，Kd值的測(cè)定應(yīng)該在核酸適配體與靶標(biāo)在溶液中自由結(jié)合的情況下進(jìn)行，以便消除基質(zhì)引起的非特異性結(jié)合。新近出現(xiàn)的核酸適配體數(shù)據(jù)庫(kù)（http：//aptamerbase.semanticscience.org/）包含大量的核酸適配體篩選條件和結(jié)合常數(shù)測(cè)定方法的信息可供查詢。另外，基于核酸適配體的檢測(cè)新方法的開(kāi)發(fā)也需要進(jìn)一步拓寬模型靶標(biāo)的范圍，不能僅僅局限于幾種明星靶標(biāo)，應(yīng)該進(jìn)一步挖掘已經(jīng)篩選到核酸適配體的大量未曾開(kāi)發(fā)過(guò)的新靶標(biāo)資源。目前，這種轉(zhuǎn)變趨勢(shì)已經(jīng)出現(xiàn)，大量的基于赭曲霉毒素A（OTA）的核酸適配體生物傳感器已經(jīng)報(bào)道，如固相親和凈化柱和生物傳感器，并在實(shí)際的樣品檢測(cè)條件下進(jìn)行了相應(yīng)的檢測(cè)性能評(píng)估。可以預(yù)見(jiàn)，隨著代謝組學(xué)、藥物開(kāi)發(fā)以及合成生物學(xué)等領(lǐng)域的快速發(fā)展，小分子靶標(biāo)核酸適配體的應(yīng)用很快也將呈現(xiàn)迅猛增長(zhǎng)趨勢(shì)。

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Research Progress of Aptamer for Small Molecule Target

WANG Hongqi1，2，3， ZHANG Ling1，2，3， LIU Dongmei1，2，3， WANG Min1，2，3，
GE Yanjing1，2，3， ZHOU Ling1，2，3， LIU Jihong*1，2，3
（1.Institute of Quality Standards and Testing Teclmology for Agro-Products，Henan Academy of Agricultural Sciences，Zhengzhou 450002，China；2.Henan Key Laboratory of Grain Quality and Safety and Testing，Zhengzhou 450002，China；3.Laboratory of Quality&Safety Risk Assessment for Agro-Products（Zhengzhou），Ministry of Agriculture，Zhengzhou 450002，China）

Aptamer as a single-stranded oligonucleotide can bind to target with high affinity and selectivity.Although many viable approaches for biosensing，diagnostics，and therapeutics have emerged，relatively few aptamers binding to small molecules exist.Small molecules are very important targets with diverse biological functions and clinical and co mMercial uses.Therefore，developing novel and effective molecular recognition probes for these compounds are greatly interesting.This paper will highlight various challenges during aptamer development relative to smallmolecule targets，as well as opportunities for their application in biosensing and food safety.

aptamer，small molecule，food safety，biosensor，SELEX

Q527

A

1673—1689（2015）08—0790—09

2014-07-28

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21305031）；國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）項(xiàng)目（201203094）；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目（122102310048）。

王紅旗（1979—），男，河南鄭州人，理學(xué)博士，副研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)方面的研究。E-mail：huda2000@126.com

*通信作者：劉繼紅（1976—），女，河南鄭州人，理學(xué)博士，副研究員，主要從事農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測(cè)技術(shù)及農(nóng)產(chǎn)品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方面的研究。E-mail：ljha3100@163.com