在一场精准医学的变革中，科学家们正在告别传统“大海捞针”式的生物标志物筛选方式，借助分子量小、组织穿透力强、易于化学合成修饰的核酸适配体这把分子钥匙，开启细胞表面蛋白质组学的新时代。

与传统蛋白质抗体不同，这些短单链寡核苷酸能通过折叠形成特定三维结构，精准识别并结合从蛋白质、小分子到完整细胞的广泛靶标。

什么是核酸适配体？

核酸适配体是通过指数富集的配体系统进化技术从随机寡核苷酸库中筛选出的短链DNA或RNA分子。

这些分子能够折叠成复杂的三维结构，像“锁与钥匙”一样高度特异地结合目标分子，包括蛋白质、小分子甚至整个细胞。

核酸适配体优势

• 靶分子范围广：核酸适配体可以识别各种类型的靶分子，如蛋白质、病毒、细菌、细胞、重金属离子等，而不受免疫原性、毒性、稳定性等的限制。

• 筛选周期短：核酸适配体是通过体外筛选技术SELEX从随机核酸库中获得的，不需要动物免疫或细胞培养等步骤，因此筛选周期较短，一般在几周内就可以完成。

• 制备成本低：核酸适配体是通过化学合成的方法制备的，不需要复杂的生物工程或纯化过程，因此制备成本较低，且易于规模化生产。

• 批间差异小：核酸适配体是通过化学合成的方法制备的，具有较高的结构一致性和纯度，因此批间差异较小，且易于质量控制。

• 易于修饰：核酸适配体具有较高的可修饰性，可以在其固定序列或随机序列上引入各种功能基团或标记物，以增加其功能或检测效果。

核心筛选：SELEX技术原理

获得核酸适配体的核心技术是指数富集的配体系统进化技术。这一方法模拟自然进化过程，通过多轮筛选从包含巨大序列多样性（通常10^14-10^15个不同序列）的随机寡核苷酸库中富集出特异性结合目标分子的序列。

SELEX的基本流程包括三个关键步骤：首先是核酸库与靶标的结合反应；接着分离结合序列与未结合序列；最后对结合的序列进行扩增，生成富集库用于下一轮筛选。

经过10-20轮的反复筛选与扩增，与靶标结合能力强、特异性高的核酸序列被显著富集，最终通过克隆测序获得单个适配体序列。

基于纯化蛋白、全细胞和活体动物的核酸适配体SELEX过程^[1]

随着技术发展，SELEX衍生出多种改良方法，如基于磁珠分离的磁珠-SELEX、使用完整细胞作为靶标的Cell-SELEX，以及能同时筛选多个靶标的高通量SELEX，大大提高了筛选效率与成功率。

前沿突破

传统的适配体筛选方法面临着效率低下、靶标确认困难等挑战。过去，研究者需要从海量候选分子库中筛选出可能的适配体序列，再耗费数月甚至数年时间验证其真正的结合靶标。这种“大海捞针”式的筛选过程，造成了潜在有效序列的浪费。

2026年初，中国科学院杭州医学研究所谭蔚泓院士与吴芩研究员团队在《科学》杂志上发布了一项革命性技术平台SPARK-seq^[2]。

SPARK-seq平台用于核酸适体发现和变体设计

1.平台革新

SPARK-seq平台的核心创新在于解决了传统筛选中的关键难题。它能够在天然细胞环境中，通过基因扰动直接建立适配体与靶点间的因果关系。这使得即使是常规质谱难以检测的低丰度膜蛋白也能被系统性地发现和覆盖。

该平台不仅能筛选出“能结合”的适配体，还能自动识别“解离慢”的高质量探针。研究团队用生动的比喻解释这一特性：如果把靶点比作车站，探针比作列车，“解离慢”意味着列车能在站台停留更长时间，使成像信号或药物有更多时间“上下车”。

2.智能设计

除了实验技术的革新，SPARK-seq平台还引入了人工智能驱动的新范式。研究团队自主研发了SPARTA深度学习框架，实现了高达97%的核酸识别探针预测准确率。

这种“AI提出候选—实验验证—再迭代优化”的循环工作模式，将适配体的开发从传统的“随机筛选”推进到“理性设计”的新阶段。

应用场景

核酸适配体凭借其独特优势，已在多个领域展现出广阔应用前景。

• 在疾病诊断方面，适配体能够实现对疾病标志物的高灵敏度、高特异性检测。

• 在药物递送领域，适配体作为靶向配体，能够将治疗药物精准递送至病变细胞，提高疗效同时降低副作用。这一特性使其在肿瘤靶向治疗中尤为有价值。

• 在毒物检测方面，研究者已成功筛选出能同时识别氯胺酮及其代谢物的特异性核酸适配体，并构建了高灵敏度的荧光传感器。

泓迅生物：核酸适配体开发的专业伙伴

随着核酸适配体技术的快速发展，行业对高质量、定制化的合成服务需求日益增长。泓迅生物作为合成生物学赋能技术领导者，建立了全面的核酸适配体合成服务体系。

• 泓迅生物可准确合成各种长度、规格和修饰类型的核酸适配体。从常规引物合成到超长引物合成，再到高通量引物合成，公司提供多样化的选择以满足不同研究需求。

• 泓迅生物的高通量合成服务能够同时合成96条以上寡核苷酸，显著缩短到货时间并节省合成成本。对于需要大规模筛选的研究项目，这一服务模式显得尤为高效经济。

• 此外，公司还提供核酸适配体随机文库产品，为科研人员开展筛选实验提供基础材料。这些文库是进行SELEX（指数富集的配体系统进化）筛选的起点，对于发现新型适配体至关重要。

为什么选择泓迅

领先的技术优势—AI赋能的合成生物学技术

更高的价值服务—一站式生物分子解决方案

[1] Zhang, Yuezhou, Tu, et al. Programmable and Multifunctional DNA-Based Materials for Biomedical Applications[J]. Advanced Materials, 2018, 30(24): e1703658.

[2] Luo G, Song J, Fu Y, Jiang Y, Gao Y, Zhong Z, Li L, Wei Y, Jia HR, Guo L, Fu T, Wu Q, Tan W. SPARK-seq: A high-throughput platform for aptamer discovery and kinetic profiling. Science. 2026 Jan;391(6780):eadv6127.