核酸适配体特指具有分子识别功能的短序列的单链核酸,也被称为“化学抗体”。它既有可与抗体相当的亲和力和特异性,又有明显优于抗体的特点:可通过化学合成制备,无需动物免疫,成本低;分子性质稳定,能可逆变性与复性,易储存运输;分子量小,易穿过细胞膜,免疫原性低,无明显的毒副作用;靶标范围广泛,包括金属离子、小分子、蛋白质、细胞和微生物等。Web of Science数据库显示,仅2010年以来就有超过5 300篇核酸适配体论文发表,涉及生物医学、分子生物学、化学生物学、分析化学、材料化学、物理学、数学等学科领域。核酸适配体研究具有交叉学科特色,与核酸适配体应用相关的食品、环境和生物分析检测,以及核酸适配体在疾病诊断和治疗、药物研发和分子成像领域的应用潜力正吸引多学科领域研究者的广泛关注。我国学者在核酸适配体研究领域取得大量处于世界前列的研究成果。2009年以来,约300个核酸适配体相关项目获国家重大研究计划以及国家自然科学基金资助。近3年来,在生物、医学、中医药、环境和食品安全检测领域的核酸适配体相关应用研究也在快速增加。

纵观核酸适配体25年的发展,已报道的靶标超过500种,筛选出的核酸适配体超过2 300种。但大量的研究和应用主要集中于一些常见的靶标和特定的核酸适配体。令人满意的具有实际应用价值的核酸适配体数目还非常有限。研究者普遍的共识是,核酸适配体的筛选过程复杂,筛选效率低,且缺少标准化的方法表征适配体的功能,这是目前制约核酸适配体广泛应用的两个瓶颈。

本课题组长期从事毛细管电泳技术的生物医药分析新方法和应用研究。2007年起在国家自然科学基金项目(20875009, 21175011, 21375008)和“973”项目(2007CB914101, 2012CB910603)资助下,从事小分子、蛋白质、细胞和微生物等多尺度靶标的核酸适配体筛选机理和方法研究近十年,建立了基于毛细管电泳技术的核酸适配体筛选和研究平台。本专栏发表的小分子、蛋白质、细胞和微生物靶标的核酸适配体筛选方法综述,将有助于从事核酸适配体筛选研究的学者和应用单位了解核酸适配体筛选的方法和新进展。

本专栏客座主编
北京理工大学教授