隨著社會不斷發展，人們對健康越來越關注。在抗爭各種威脅健康的疾病過程中，尋找特異性識別疾病標志物的親和試劑是其診斷和治療的關鍵。近日，武漢大學生物醫學分析化學教育部重點實驗室研究人員通過借助磁珠圖案化微流控芯片，建立了一個多功能的核酸適配體篩選平臺。
核酸適配體由于其體外篩選、化學合成及靶分子廣泛等特點，成為下一代親和試劑，受到極大關注。然而，高質量核酸適配體的缺乏逐步成為其廣泛應用的一個重要瓶頸。其主要原因是常規的篩選方法耗時耗力，需耗費大量的資源。
微流控芯片，由于具有微型化、自動化和集成化等特點，為核酸適配體的篩選提供了新的手段。通過磁場集成，微流控芯片的操控更加簡便而且具有非接觸的特點。相較于在微流控芯片中用磁泳分離進行核酸適配體篩選的方法，該團隊通過磁珠圖案化微流控芯片，建立了一個更可控的多功能高效篩選平臺。
該篩選平臺具有高磁場梯度和渦流強度，能在連續流條件下進行核酸孵育。與傳統核酸篩選方法相比，這更有助于消除非特異性核酸的吸附，并且能結合流體沖洗進一步提高篩選的壓力。另外，負篩選單元的集成提高了篩選特異性。為避免篩選過程的盲目，該團隊借助熒光標記核酸庫，實現篩選進程的原位監測和實時評估。最終，僅需兩輪，該方法就可篩選出對腫瘤標志物（MUC1）具有高親和力、高特異性的核酸適配體。該多種功能平臺通過嚴苛篩選條件、監控篩選進程，使篩選變得更加高效和可控，為高質量核酸適配體的產生提供了一個有效方法。
這一成果近期發表在《Analytical Chemistry 》上，文章的第一作者是武漢大學博士研究生洪少力。
生物醫學分析化學教育部重點實驗室簡介
“生物醫學分析化學教育部重點實驗室”依托武漢大學化學與分子科學學院分析化學國家重點學科（包括與生命科學學院和醫學院長期合作基礎上形成的“新型生物醫學探針技術基礎及應用”，國家自然科學基金委員會分析化學創新研究群體）創立。實驗室一直致力于生物醫學研究及臨床診斷等相關的分析新方法研究，面向科學前沿和國家重大需求，完成和承擔了基因芯片、微流控芯片、單細胞分析、生物活性物質（如神經遞質）分析、納米生物醫學探針、量子點標記腫瘤成像診斷、病毒侵染歷程研究的活體動態示蹤與成像、復雜生物樣品預處理、生物醫學分析儀器等方面的一系列國家重大項目，包括國家“973”（首席單位2項）、“863”、“十五”攻關、國家自然科學基金重大、重點、創新群體、國家杰出青年科學基金等項目。同時，還承擔了教育部重大、重點、創新團隊等項目，在生物醫學分析、毒品和興奮劑檢測、臨床診斷研究以及分析試劑商品化等方面形成明顯的優勢。
科研思路分析
Q：這項研究想法是怎么產生的？
A：我們團隊多年來聚焦于磁珠圖案化微流控芯片的控制及其生物應用。借助磁珠的圖案化控制，微流控芯片能夠提供一個很好的分析操作平臺。結合目前核酸適配體發展中面臨的問題，我們由此在這個平臺進行核酸適配體篩選的嘗試。
Q：在研究過程中遇到的最大挑戰在哪里？
A：研究過程中最大的挑戰是如何利用磁珠圖案化芯片建立一個多功能的篩選平臺，去充分提高核酸適配體篩選的效率。在平臺建立過程中，涉及到化學-物理-生物等學科的知識，我們常常需要立足化學專業，同時進行著物理的設計與加工，還得了解生物的應用。在這其中，生物醫學分析化學教育部重點實驗室多年的交叉研究背景，給我們帶來了很大的信心。
Q：本項研究成果最有可能的重要應用有哪些？哪些領域的企業或研究機構最有可能從本項成果中獲得幫助？
A：提高核酸適配體的篩選效率，并且使篩選的過程變得可控對于新的核酸適配體的發現具有重要的作用。由于核酸適配體目前在腫瘤診斷和治療，以及食品安全等方面具有了廣泛的應用，該研究對核酸適配體的在相關領域的應用具有重要的推動作用。
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