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據(jù)悉， 我國研究人員開發(fā)了一種利用界面聚合法形成的多孔聚合物顆粒可用于低豐度糖肽分離。這些具有親水 - 疏水納米孔柱列陣異質(zhì)結(jié)構(gòu)的聚合物顆粒可以有效地從復(fù)雜的高豐度分子生物樣品中分離低豐度糖肽。

研究結(jié)果發(fā)表在“Advanced Materials”雜志上，論文題目為“利用界面聚合方法形成的納米孔柱列陣異質(zhì)結(jié)構(gòu)可用于糖肽分離”。

對復(fù)雜生物體中低豐度生物分子的定性分析或定量分析在臨床診斷和預(yù)后中是至關(guān)重要的。例如，糖基化的Aβ肽可以幫助識(shí)別阿爾茨海默病，循環(huán)腫瘤DNA可以幫助識(shí)別癌癥。

多孔聚合物材料已廣泛用于分離。然而，大多數(shù)現(xiàn)有的多孔聚合物材料具有均勻的組成或孔。因此，從復(fù)雜樣品（例如血清和血漿）中有效地特異性分離低豐度生物分子是一項(xiàng)巨大的挑戰(zhàn)。盡管最近這些均相多孔聚合物材料的分子水平表面經(jīng)過改性已經(jīng)證明了特異性分離有所增強(qiáng)，但仍然存在高豐度背景分子的非特異性性吸附。

內(nèi)源性糖肽是許多疾病的重要生物標(biāo)志物，例如阿爾茨海默病和癌癥。然而，它們的分離總是受到低豐度糖肽（生物流體中通常為10至500 pg / mL）和復(fù)雜生物流體中高豐度背景分子（如蛋白質(zhì)和非糖肽）的困擾。

圖為利用表面聚合法形成的具有親水 - 疏水納米孔柱列陣異質(zhì)結(jié)構(gòu)的顆粒。圖片來源：SONG Yongyang博士

中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所（TIPC）的研究人員最近開發(fā)了一種乳液界面聚合方法，用于合成具有親水 - 疏水異質(zhì)結(jié)構(gòu)的表面和二維Janus薄膜致動(dòng)器的聚合物顆粒。在之前研究的基礎(chǔ)上，最近研究人員通過乳液界面聚合合成了一系列具有親水 - 疏水納米孔柱列陣異質(zhì)結(jié)構(gòu)的聚合物顆粒，實(shí)現(xiàn)了低豐度糖肽與高豐度蛋白質(zhì)和非糖肽的有效分離。

通過轉(zhuǎn)換溶劑極性，使得在納米孔柱列陣內(nèi)的異質(zhì)結(jié)構(gòu)表面上溶劑依賴局部吸附來實(shí)現(xiàn)和生物分子的有效分離。研究人員發(fā)現(xiàn)，納米孔大（平均孔徑，33 nm）的顆粒可通過疏水性進(jìn)行相互作用吸附高極性溶劑中的蛋白質(zhì)和非糖肽，而納米孔小（平均孔徑，3 nm）的顆粒可將糖肽吸附在低極性溶劑中利用親水性相互作用。

圖為具有納米孔柱列陣異質(zhì)結(jié)構(gòu)的顆粒對溶劑轉(zhuǎn)換生物分子的吸附作用。圖片來源：SONG Yongyang博士

因此，合理設(shè)計(jì)了兩步方案以將低豐度糖肽與高豐度蛋白質(zhì)和非糖肽分離。首先，納米孔徑大的顆粒的疏水區(qū)域在高極性溶劑中除去高豐度疏水蛋白和非糖肽。其次，低豐度親水糖肽通過顆粒的親水區(qū)域與低極性溶劑中的小納米孔有效分離。從而，利用界面聚合形成的顆粒的分離效率優(yōu)于用于糖肽分離的多孔材料。