Angew. Chem. ：结合微塑料的DNA适配体

目前，微塑料已成为环境中普遍存在的污染物，并引发全球关注，对生态系统、人类健康和野生动物产生深远影响。DNA适配体是一类具有分子识别能力的单链DNA分子，具有可编程结构、高稳定性、易于修饰和成本低廉等优点。DNA适配体通过指数富集的系统进化(SELEX)生成。因此，开发针对微塑料的DNA适配体对于环境保护和人类健康具有重要意义。

近日，加拿大滑铁卢大学刘珏文教授和上海交通大学赵玉助理研究员和冯传良教授合作，通过将微塑料与含有大约3×10¹²随机序列的DNA文库孵育，经过10个筛选循环获得适配体。

有意思的是，用聚氯乙烯（PVC）和聚苯乙烯（PS）两种微塑料作为靶标，筛选得到了相似的序列，均富含嘧啶。在顶部富集序列中的嘧啶含量约为90%，而嘌呤含量仅为10%左右（图1）。Mfold软件预测，最丰富的PVC1适配体的二级结构是一个简单的发夹，带有一个富含胞嘧啶的环。分子模拟结果显示，这个富含胞嘧啶的大环具有优异的结构柔性和形变能力，在降温模拟中促使大环上的嘧啶易于与PVC和PS特异性吸附，从而引发适配体与微塑料间的识别（图2）。这也解释了上述富含嘧啶的系列适配体为什么可以在SELEX过程中存活下来。

此外，通过比较适配体和随机DNA的吸附量可以用来检测目标塑料，检测限为1毫克PVC。通过检测废水样品发现实验结果与缓冲液相似。光学显微镜评估微塑料的结果也表明利用适体作为特异性染色剂能实现对微塑料的特异性识别（图3）。

在该工作中揭示了一个小分子适配体和表面的适配体的本质差异。前者会通过形成独特的二级结构来产生一个结合空腔和靶标分子结合，而后者会通过尽量多的与表面接触来实现与表面的吸附。

论文信息

Selection of Plastic-Binding DNA Aptamers for Microplastics Detection

Dr. Mohamad Zandieh, Dr. Xin Luo, Dr. Yu Zhao, Prof. Chuanliang Feng, Prof. Juewen Liu

Angewandte Chemie International Edition

DOI: 10.1002/anie.202421438