完成单位：中国科学院生态环境研究中心,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院

完成人：赵强、徐国华、李亚飘、王超、于皓、孙琳琳、王晨、刘丽颖

成果简介：环境污染物等对环境和健康造成威胁，生物标志物在健康和疾病诊断等方面发挥重要作用，相关物质的灵敏检测对于环境和健康研究具有重要意义。针对黄曲霉毒素B1（AFB1）、赭曲霉毒素A（OTA）、重金属离子、生物标志物等环境健康相关分子的灵敏检测，利用核酸适体作为识别分子，发展建立了多种光、电传感分析新方法和新技术，包括荧光开关、荧光偏振、酶联分析、电化学传感等。系统表征了相关核酸适体与目标分子的相互作用，采用液体核磁共振法等首次揭示了核酸适体-OTA复合物、核酸适体-AFB1复合物的高分辨三维结构，阐明了相关适体亲和识别的分子机制和结构基础。相关成果发表在J. Am. Chem. Soc.、Nucleic Acid Res.、Anal. Chem.、Biosens. Bioelectron.、ACS Sensors等期刊上，授权多项发明专利。

创新点及科学价值：发展建立多种基于核酸适体的新颖光、电传感分析方法，可充分发挥核酸适体容易制备、可化学合成、稳定性高、成本低、易修饰功能团、结构可调控等优势。所发展的方法在灵敏度和便捷性等方面具有显著优势，表现出优良检测性能，提出了新的检测原理。利用核磁共振等首次成功解析核酸适体识别OTA和AFB1的分子机制和复合物结构，阐明了适体作用模式，发现卤键、氢键、疏水作用等在核酸适体的靶标分子识别中发挥重要作用，鉴定出新型结构单元和识别模式。适体高亲和识别的分子机制和结构基础的解析为发展传感检测方法提供了基础和指导。

社会经济效益：相关研究成果引起了国内外同行的关注和应用，在研究领域有重要影响。所发展建立的一系列基于核酸适体的分析传感方法为快速灵敏检测环境健康相关分子提供了新的原理和技术，具有容易操作、灵敏度高、成本低、检测迅速等优势。所发展的一些基于核酸适体的方法有望替代传统的免疫分析等。目前已有多项发明专利获得授权，在快速灵敏分析环境健康相关分子等方面将产生可观经济效益。OTA和AFB1高亲和力核酸适体复合物结构的解析揭示了核酸适体如何与OTA和AFB1作用的机制，提供了作用的结构基础和结合位点细节，更正了以往研究的错误认知，对于合理筛选、设计和应用核酸适体都具有明显的效益。

应用前景：相关成果为发展快速灵敏检测环境健康相关分子方法提供了新的手段、工具和基础，在环境分析、食品安全、生物分析等领域具有应用前景和意义，有利于推广核酸适体的分析检测应用。