近日，南边科技年夜学生物医学工程系副传授张博团队于《水研究》发表最新研究，他们先容了一种基在外貌电位可调质料的高效核酸富集要领，可于1小时内实现水样本中90%的DNA/RNA收受接管，针对于情况水样本中差别情势核酸如游离DNA、游离RNA、胞内核酸、病毒核酸等，均有优秀的提取能力。该技能具备快速高效、可复用、低成本等特色，于情况核酸监测范畴具备主要的运用价值。
情况核酸（eNA）是指生物开释到情况中的DNA或者RNA，蕴含富厚的生物信息。基在水情况eNA的技能具备非侵入性、采样便捷、信息量年夜等上风，今朝已经广泛运用在生态学研究、人类或者动物病原体监测以和情况污染溯源等范畴，于掩护情况及大众卫生方面揭示出巨年夜潜力，并为相干治理政策制订提供依据。与此同时，相应型的情况治理政策需要连续获取情况中的及时信息反馈，这要求对于eNA举行年夜范围、高频率的阐发检测，于是亟需操作简洁、成本低廉、高效靠得住的eNA阐发技能。
研究示用意。南科年夜供图 ?
然而，样本体积年夜，eNA浓度低、存于形态多样等特色对于当前情况核酸提取技能而言布满了挑战性。当前，最经常使用的水情况eNA提取要领是膜过滤法，经由过程0.2微米孔径滤膜捕捉水样中的完备细胞，但滤膜法对于携带主要生物信息的胞外eNA的收受接管率较低，致使要害生物信息缺掉，限定了其于水流传病毒监测中的运用。
此外，胞外eNA因份子量小、浓度低等特色致使其富集更为坚苦。现有胞外eNA富集要领包括化学沉淀法、超速离心法、超滤法以和柱吸附-沉淀联用法，均存于操作繁杂、依靠昂贵专用装备、难以范围化等问题。
为此，研究团队开发了基在外貌电位可调磁性纳米粒子（TPMP）的水情况eNA提取要领，可于60分钟内实现水中90%的核酸收受接管率和100至1000倍富集效果。该要领对于差别片断长度的游离DNA/RNA、胞内核酸和病毒核酸等差别种类核酸均具备高效收受接管能力，比拟通例要领，该技能对于eN三木SEO-A的收受接管产率晋升了1.2至11.8倍，耗时从数小时缩短至60分钟之内，而且TPMP质料可轮回利用屡次且连结机能不变。
此外，研究职员发明，胞外eNA包罗于情况压力下裂解的微生物信息，与细胞内eNA的微生物构成具备差异显著，还有包罗从裂解宿主中开释的病毒的生物信息，为病毒-宿主彼此作用研究提供更周全的数据支撑。更主要的是，高危害ARG（如病毒与病原体相干ARG）于胞外eNA中高度富集，凸显其监测的主要性，研究团队为此构建了一个常态化情况监测平台，乐成追踪了ARG热门区域的基线程度与季候性颠簸纪律。
这些研究成果注解，构建的基在外貌电位可调质料的高效核酸富集要领，可以或许满意情况核酸阐发日趋增加的需求，可拓展运用在生态查询拜访、胞外eNA研究、ARG和病原体筛查及常态化情况监测等范畴。
相干论文信息：https://doi.org/10.1016/j.watres.2025.124428
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