隨著社會不斷發(fā)展，人們對健康越來越關(guān)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(guān)鍵。近日，武漢大學(xué)生物醫(yī)學(xué)分析化學(xué)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(xué)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(guān)注。然而，高質(zhì)量核酸適配體的缺乏逐步成為其廣泛應(yīng)用的一個重要瓶頸。其主要原因是常規(guī)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(xù)流條件下進行核酸孵育。與傳統(tǒng)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(jié)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(xiàn)篩選進程的原位監(jiān)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(jiān)控篩選進程，使篩選變得更加高效和可控，為高質(zhì)量核酸適配體的產(chǎn)生提供了一個有效方法。
這一成果近期發(fā)表在《Analytical Chemistry 》上，文章的第一作者是武漢大學(xué)博士研究生洪少力。
生物醫(yī)學(xué)分析化學(xué)教育部重點實驗室簡介
“生物醫(yī)學(xué)分析化學(xué)教育部重點實驗室”依托武漢大學(xué)化學(xué)與分子科學(xué)學(xué)院分析化學(xué)國家重點學(xué)科（包括與生命科學(xué)學(xué)院和醫(yī)學(xué)院長期合作基礎(chǔ)上形成的“新型生物醫(yī)學(xué)探針技術(shù)基礎(chǔ)及應(yīng)用”，國家自然科學(xué)基金委員會分析化學(xué)創(chuàng)新研究群體）創(chuàng)立。實驗室一直致力于生物醫(yī)學(xué)研究及臨床診斷等相關(guān)的分析新方法研究，面向科學(xué)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(zhì)（如神經(jīng)遞質(zhì)）分析、納米生物醫(yī)學(xué)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(tài)示蹤與成像、復(fù)雜生物樣品預(yù)處理、生物醫(yī)學(xué)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(guān)、國家自然科學(xué)基金重大、重點、創(chuàng)新群體、國家杰出青年科學(xué)基金等項目。同時，還承擔了教育部重大、重點、創(chuàng)新團隊等項目，在生物醫(yī)學(xué)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(yōu)勢。
科研思路分析
Q：這項研究想法是怎么產(chǎn)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(yīng)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(jié)合目前核酸適配體發(fā)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(zhàn)在哪里？
A：研究過程中最大的挑戰(zhàn)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(xué)-物理-生物等學(xué)科的知識，我們常常需要立足化學(xué)專業(yè)，同時進行著物理的設(shè)計與加工，還得了解生物的應(yīng)用。在這其中，生物醫(yī)學(xué)分析化學(xué)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(yīng)用有哪些？哪些領(lǐng)域的企業(yè)或研究機構(gòu)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(fā)現(xiàn)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(yīng)用，該研究對核酸適配體的在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的推動作用。
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