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核酸适体是能够特异识别特定靶标 RNA、ssDNA或经过修饰的核酸。经过二十多年的发展，核酸适体已被广泛应用到生物、化学、医学等多个研究领域。然而，由于核酸适体筛选过程复杂、表现周期长，且大量已知的核酸适体未经优化、核心结构不明确，这些因素大大限制了核酸适体的应用范围。本文围绕核酸适体的筛选、表征、设计及其应用，开展了以下几个工作:
1.筛选出了能间接识别烷基胺类()物的核酸适体。以对硝基苯磺酰基保护的烷基胺化合物——Nε-对硝基苯磺()赖氨酸(PSL)作为靶标进行筛选，克服了烷基胺基团结构简单、生理pH条件下()正电荷的缺点，得到了能特异识别PSL的核酸适体。确定了这些核酸适体与靶()子的结合区域为反平行G4结构。两个优化的核酸适体——M6b-M14和M13()PSL具有很强的结合能力，它们的平衡解离常数(Kd)均在2-5μM之间()，其它的对硝基苯磺酰基保护的烷基胺类化合物（不含α-羧基）也具有很强的()合能力。同时，构建了基于M6b-M14的核酸适体信标，该信标对烷基胺类化合物（不含α-羧基）有很好的间接选择性，通过化学衍生，能够识别混合氨基酸中的L-赖氨酸，表明特异识别某类特征基团的核酸适体具有识别含有该基团的化合物的应用潜力。通过研究，我们证明了筛选有机分子某一基团的核酸适体的可();对于难以用于直接筛选的靶分子，可通过化学转换的方法将其转换为易筛选的靶分子而获得相应的核酸适体。
2.基于链霉亲和素核酸适体St-2-1()级结构中stem区的可变性，将ATP的核酸适体和St-2-1进行巧妙的融合组装，构建了融合变构核酸适体SA-ATP1。ATP可以激活SA-ATP1结合链霉亲和素的活性，促使SA-ATP1和ATP在链霉亲和素琼脂糖微球上富集。利用识别DNA双链的荧光染料Super GreenⅠ对微球上富集的SA-ATP1进行定量，实现了对10-1000μM浓度范围内的ATP的免标记快速分离与检测，检测限达到1μM。该方法操作简单，可以在含30％人血浆的复杂体系中对ATP进行检测。
3.用金属碱基对T-Hg-T替换链霉素()核酸适体St-2-1 stem区的部分自然碱基对，构建了利用Hg2+调控其活性的()酸适体SVHg5，证明了用金属碱基对替换自然碱基对构建金属离子调控的核()体的可行性。通过将SVHg5和G四链体序列组装，构建了基于链霉亲和素磁球的Hg2+控制的过氧化物酶平台。这种基于T-Hg-T碱基对的核酸适体修饰策略拓宽了核酸适体的调控方式，增加了基于核酸适体的材料设计的灵活多样性。