乳酸是碳水化合物和非必需氨基酸代谢过程中重要的中间代谢产物之一，在体内几乎完全以离子化的乳酸根状态存在。临床测定的乳酸根浓度正常值通常为1-2 mM，当激烈运动体内氧气供给不足时，葡萄糖通过无氧酵解生成乳酸，此时乳酸根的浓度高达20 mM。一些具有缺氧症状的疾病也会导致乳酸根浓度升高，例如败血症、细菌感染、心肌梗塞，甚至癌症等。基于此，乳酸根已作为重要的疾病标志物被广泛研究。此外，乳酸在食品工业和环境监测等方面也发挥重要作用。目前，乳酸根的检测主要通过乳酸氧化酶或乳酸脱氢酶实现，其原理与葡萄糖的检测类似，即将酶固定在电极表面间接检测双氧水等反应产物。然而，葡萄糖氧化酶等也会产生双氧水，使得多重检测变的困难，且受限于酶活性和检测环境的影响，基于酶的生物传感器的可靠性仍有提升空间。

核酸适配体能可逆地结合靶标分子，不需要其他反应物参与，在小分子检测方面有独特的优势。然而乳酸根只有3个碳原子，仅有一个羧基和一个羟基与DNA相互作用，其核酸适体的筛选难度较大。加拿大滑铁卢大学刘珏文教授课题组通过固定DNA文库的方法，以L-乳酸根为靶标进行了20轮筛选，最终得到两个代表性的适配体：Lac201和Lac202（如下图）。

作者通过链取代反应发现Lac201和Lac202均可特异性地结合L-乳酸根。其中，Lac201的结合能力较强，解离常数大约0.4 mM，与等温热滴定实验得到的结果一致；Lac201对L-乳酸根的选择性大约是D-乳酸根的7倍。此外，Lac201对其他结构类似的小分子也有很好的区分（如下图）。与Lac201相比，Lac202的选择性更好，可以实现对L-乳酸根和D-乳酸根约50倍的区分。

作者分别在乳酸根适配体和葡萄糖适配体末端修饰绿色荧光基团（FAM）和红色荧光基团（Cy5）构建双检测体系的适配体传感器。向体系中加入乳酸根后，只有绿色荧光增强（如下图），而加入葡萄糖后只有红色荧光增强。并且这两个传感器都表现出了即时响应的特点，表明此传感器具有同时检测多个目标物的能力。此外，作者发现血清并不影响乳酸根的检测。

本工作证明了核酸适配体在乳酸根等小分子检测方面的可行性，有望推广至其他类似小分子的检测。鉴于核酸适配体的高选择性、快速响应和强稳定性等特点，此类探针在体内连续监测多种分析物和可穿戴设备等方面展示出较好的应用前景。