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PNAS：廈大朱志團(tuán)隊(duì)在微流控技術(shù)賦能識(shí)別分子的高效篩選研究取得新進(jìn)展
來源：廈門大學(xué) 2022-10-09
導(dǎo)讀：近日，廈門大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院朱志教授和蘇州大學(xué)丁鴻銘教授合作，在識(shí)別分子篩選領(lǐng)域取得重要突破，相關(guān)成果以“Synergetic Collision and Space Separation in Microfluidic Chip for Efficient Affinity-Discriminated Molecular Selection”為題，發(fā)表于《美國國家科學(xué)院院刊》（Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., DOI: 10.1073/pnas.2211538119）。
抗體、核酸適體及多肽等識(shí)別分子是人類探索生命現(xiàn)象本質(zhì)的重要工具，在免疫分析、藥物開發(fā)及腫瘤診療等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。識(shí)別分子一般通過非共價(jià)相互作用與靶分子進(jìn)行結(jié)合，以達(dá)到識(shí)別、阻斷或激活等目的，因此，高親和力識(shí)別分子的開發(fā)顯得尤為重要。親和篩選是獲得識(shí)別分子的穩(wěn)健途徑，然而，傳統(tǒng)篩選方式存在的效率低、親和力有待提高等局限性，為高質(zhì)量識(shí)別分子的開發(fā)帶來了極大的挑戰(zhàn)。因此，亟需發(fā)展一種高效的高親和力分辨的篩選策略，以期獲得高親和力識(shí)別分子，進(jìn)一步推動(dòng)識(shí)別分子的開發(fā)與應(yīng)用。為了解決上述問題，該研究從化學(xué)平衡的角度切入，基于確定性側(cè)向位移微流控平臺(tái)，獨(dú)辟蹊徑地構(gòu)建了一種高親和力分辨的識(shí)別分子篩選系統(tǒng)SCOPE。該系統(tǒng)基于高頻碰撞實(shí)現(xiàn)物理分離，利用“動(dòng)能-內(nèi)能”轉(zhuǎn)換打破配體-目標(biāo)結(jié)合的非共價(jià)鍵，從而通過力的作用將平衡推向解離方向；利用微流體動(dòng)力學(xué)通過二維分離不斷地將解離的游離態(tài)分子與靶標(biāo)復(fù)合物分離開，以防止二次結(jié)合，從而進(jìn)一步通過濃度效應(yīng)促進(jìn)解離。通過力學(xué)、濃度效應(yīng)耦合的平衡驅(qū)動(dòng)，該系統(tǒng)可去除更多的低親和力、中親和力識(shí)別分子，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)高親和力識(shí)別分子的富集。針對(duì)特定腫瘤標(biāo)志物靶標(biāo)，該系統(tǒng)可在一天內(nèi)實(shí)現(xiàn)高效的單輪多肽配體篩選，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)分子篩選中周計(jì)的繁瑣流程。SCOPE系統(tǒng)對(duì)不同靶標(biāo)和篩選文庫均有很好的普適性，為高親和力識(shí)別分子的高效篩選提供了新的策略，有望為生物分析、醫(yī)學(xué)診療等領(lǐng)域提供重要的識(shí)別分子基礎(chǔ)。該工作在朱志教授的指導(dǎo)下完成，蘇州大學(xué)丁泓銘教授在模擬計(jì)算上提供了大力支持?；瘜W(xué)化工學(xué)院2021屆博士王軍霞和2020級(jí)碩士生李良為論文的共同第一作者。研究工作得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（2021YFA0909400）、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（21974113、21775128、21735004、11874045）、廈門大學(xué)校長基金（20720210001、2072022005）等資助。參考資料：https://news.xmu.edu.cn/info/1045/63698.htm
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