AMRomics：面向微生物基因组学的大规模分析工具

核酸适配体的基本原理

核酸适配体是一类经过体外筛选的单链核酸分子，能够特异性结合目标分子，如霉菌毒素。与传统的抗体相比，核酸适配体具有许多优势：首先，其分子量较小，便于合成和修改；其次，核酸适配体在合成和纯化过程中更加高效且成本低；最后，适配体的结合亲和力和特异性可通过化学修饰进行优化，这使其在针对多种靶标时表现出色。

图1 用于霉菌毒素检测的适配体传感器

适配子是单链 DNA 或 RNA 分子，可以通过称为指数富集配体系统进化 （SELEX） 的重复过程与预先选择的靶标结合。SELEX技术由Tuerk等人首次提出，用于从随机文库中筛选出具有特定功能的适配体。这一过程包括孵育、分离、洗脱和PCR扩增等步骤，通常经过8至20轮筛选后，可以获得高亲和力和选择性的适配体。SELEX技术已经发展出包括阴性筛选和自动化在内的多种方法，以提高适配体的特异性和消除非特异性结合。与抗体相比，适配体更稳定、耐高温，且成本更低。适配体还能针对有毒和非免疫原性化合物，且能渗透组织和细胞，无毒无免疫原性。基于适配体的检测方法有助于快速检测食品中的霉菌毒素。

图 2 SELEX 过程的示意图

研究进展

1、高灵敏度检测平台的构建

近年来，研究人员在核酸适配体技术的灵敏度方面取得了显著进展。通过将适配体与荧光标记物结合，可以在极低浓度下检测霉菌毒素，例如黄曲霉毒素（AFB1）。有研究表明，这种检测方法的灵敏度可达到皮克摩尔级别，足以满足食品安全监测的需求。这一成果不仅提高了检测的准确性，也为实时监测提供了新的可能。

2、多重检测技术的发展

传统的霉菌毒素检测方法往往只能针对单一目标，而新兴的核酸适配体技术支持多重检测的实现。研究者们利用不同的核酸适配体同时识别多种霉菌毒素，如黄曲霉毒素、赭曲霉毒素和伏马毒素等。这种技术结合了微流控芯片技术，能够在较短的时间内高效完成多种毒素的检测。这种多重检测能力不仅提高了检测效率，也为全面评估食品安全提供了重要支持。

3、便携式检测设备的问世

鉴于食品检测的时效性，研究团队开发了便携式核酸适配体传感器。这些设备体积小巧、操作简便，适合在现场快速检测霉菌毒素。例如，结合便携式荧光检测系统，用户只需简单的样品处理和操作即可在几分钟内获得结果。这种技术的问世极大地提高了霉菌毒素的现场检测能力，满足了食品行业和监管部门的实际需求。

4、抗干扰性研究的进展

在实际应用中，样品基质的复杂性可能对检测结果产生干扰。因此，研究者们正在探索提高核酸适配体抗干扰能力的方法。通过优化适配体的结构和选择合适的标记物，可以有效降低样品中其他成分对检测结果的影响，从而提高检测的准确性和可靠性。

未来展望

尽管核酸适配体技术在霉菌毒素检测中展现出了广阔的应用前景，但仍面临一些挑战。如何进一步提高适配体的稳定性、选择性以及降低检测成本，是未来研究的关键方向。同时，将核酸适配体技术与其他检测方法相结合，如纳米技术、智能传感器和机器学习算法，可能会推动霉菌毒素检测技术的进一步发展。

例如，利用纳米材料增强传感器的灵敏度，或通过机器学习分析大数据来预测食品污染风险，这些都将为食品安全监测带来新的机遇。此外，随着全球对食品安全的重视程度提高，核酸适配体技术有望在更多领域，如环境监测和公共卫生等，发挥重要作用。

总之，核酸适配体技术的进步为霉菌毒素检测提供了创新的解决方案。随着技术的不断发展和应用范围的拓展，核酸适配体将在保障食品安全、保护公众健康方面发挥越来越重要的作用。未来的研究将继续推动这一领域的进步，为构建更安全的食品供应链贡献力量。

原文链接：https://link.cnki.net/doi/10.16476/j.pibb.2023.0241

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33716125/