2017年4月6日,生物領域Nature子刊《Nature Protocols》在線發(fā)表了我院劉震教授研究團隊關于分子印跡領域的重要論文“Preparation of molecularly imprinted polymers specific to glycoproteins, glycans and monosaccharides via boronate affinity controllable-oriented surface imprinting”(Nature Protocols, 2017, 12, 964-987. doi:10.1038/nprot.2017.015)。
分子印跡是制備具有類似抗體或酶專一性仿生識別材料的重要技術,在生物傳感、親和分離和疾病診斷等領域具有廣闊的應用前景。但是,蛋白質等生物分子的普適、高效印跡是分子印跡中的一個重要的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)方法難以同時滿足不同大小的生物分子的印跡,更難以對印跡過程進行精確控制。經(jīng)過多年在硼親和材料(Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 8097-8123; Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48, 6704-6707; 2015, 54, 6173-6176; Chem. Sci., 2012, 3, 1467-1471; 2013, 4, 4298-4303; 2014, 5, 4065-4069)和分子印跡(Angew. Chem. Int. Ed., 2013, 52, 7451-7454; 2014, 53, 10386-10389; 2015, 54, 10211-10215 (VIP); Chem. Sci., 2014, 5, 1135-1140;Anal. Chem., 2016, 88, 1447–1454 (ACS Editors' Choice))領域中的深入研究,該研究團隊發(fā)展出硼親和可控定向表面印跡法。該方法能夠便捷高效地制備出糖蛋白、聚糖和單糖的分子印跡聚合物。該方法的原理見圖1,先將模板分子固定到硼酸功能化的基質上,然后利用生物相容性良好的功能單體在基質表面聚合,形成合適厚度的印跡層以及與模板分子空間匹配的印跡腔。該方法的最大優(yōu)勢在于印跡可控性:根據(jù)模板分子尺寸大小,調整印跡層厚度,制備出不同尺寸模板的分子印跡聚合物,而印跡層厚度只需要調節(jié)印跡時間來精確控制。這不僅簡化了印跡步驟,而且適用范圍廣。所得分子印跡聚合物已經(jīng)在疾病診斷(Anal. Chem., 2014, 86, 959-966;2014, 86, 12382-12389;2016, 88, 12363-12370)、癌細胞靶向識別(Chem. Commun., 2015, 51, 17696- 17699;Sci. Rep., 2016, 6, 22757)和活體單細胞分析(Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 55, 13215-13218)等重要應用領域中展現(xiàn)出優(yōu)越的分子識別性能。
該論文的共同第一作者為博士生邢榮榮和博士后王雙壽。該工作得到國家杰出青年科學基金、國家自然科學基金面上項目和國家重大科學研究計劃(973計劃)的經(jīng)費支持。
圖1. 硼親和可控定向表面印跡原理
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