色譜級乙腈企業彪仕奇:唾液檢測癌癥?
色譜級乙腈企業彪仕奇了解到,唾液酸化聚糖(SGs)的異常表達與各種腫瘤的發生、發展和轉移密切相關,并且唾液酸化糖蛋白已經廣泛用于癌癥臨床生物標記物。然而,SGs的鑒定和綜合分析異常復雜,迫切需要一種新的、有效的方法從生物樣品中捕捉SGs。
近日,農殘級乙腈企業彪仕奇獲悉,中國科學院大連化學物理研究所梁鑫淼和卿光焱團隊報道了一種基于席夫堿水解的新型動態共價化學策略用于精準捕捉SGs。與傳統的靜態親和力和不可逆的化學鍵結合策略不同,本研究采用動態共價化學策略,憑借動態共價化學在糖蛋白組學和生物分子傳感中的獨特優勢,利用吡喃葡萄糖苷-席夫堿修飾的硅膠建立了一種高特異性、高效、溫和、可逆的SG捕獲方法,促進了糖蛋白組學和唾液酸傳感裝置的發展,對癌癥生物標記物的發展也具有較為可觀的前景。
質譜級乙腈企業彪仕奇獲悉,本研究的基本原理: 4-甲酰苯基-D-吡喃葡糖和(3-氨基丙基)-三甲氧基硅烷改性的硅膠之間進行亞胺化反應形成吡喃葡萄糖苷-席夫堿修飾的硅膠材料(Glu-Schiff base@SiO2)。在生物樣品SGs作用下,席夫堿水解形成SG-前體胺絡合物和試劑Glu,Glu的有序自組裝能進一步促進水解反應,從而實現對生物樣品的高效富集。在氨水的作用下,又可以進行逆反應,從而實現樣品的無損回收。
與傳統的以乙腈和水的混合溶液為洗脫液的糖肽洗脫方法完全不同,該方法中以Glu-Schiff base@SiO2為柱料制備微固相萃取柱(SPE),以含1%甲酸(FA)的85%乙腈(ACN)/H2O為肽載液,含1%FA的80%ACN/H2O為洗滌液,氨水(10%NH3·H2O)為洗脫液。研究結果表明,Glu-Schiff-base@SiO2材料對模型蛋白樣品和人血清均表現出優異的唾液酸化糖肽(SGP)富集選擇性。并且SGP具有較高的吸附容量和回收率,吸附容量值為120mg·g-1,明顯高于商業中的ZIC-HILIC (10 mg·g-1) 和 Sepharose (10 mg·g-1),Glu-Schiff base@SiO2回收率高達95.5%。這種特性特別適合SGPs的捕捉和分析,因此這將有助于其在唾液酸傳感、細胞表面唾液酸分析、腫瘤細胞分類和各種癌癥的早期診斷等方面的應用。
為什么Glu-Schiff base@SiO2材料會對SGs有如此優異的富集效果呢?色譜級乙腈企業彪仕奇獲悉,為了驗證這一問題,研究人員引入了兩個分子模型,Neu5Ac(SGPs的最外層分子)和4-(苯乙亞胺)甲基]苯基-D-吡喃糖苷(Schiff base A)(Glu-Schiff base@SiO2材料的核心組分)。Schiff base A緩慢水解會產生PEA和4-甲酰苯基β-Dglucopyranoside(B),Neu5Ac加入后會加速Schiff base A水解,并且Neu5Ac和水解產物之間有較強的相互作用力形成高度穩定的PEA-Neu5Ac絡合物。更有趣的是,研究人員發現B在水中具有很強的自組裝能力,這將促進水解反應并促進水解物PEA與Neu5Ac的絡合反應,所以Glu-Schiff base@SiO2材料對SGs表現出超強的親和力。
在本項研究中,研究人員從材料科學的角度出發,打破了傳統以材料化學穩定性為前提的富集材料設計思路,采用Glu-Schiff base@SiO2材料作為“自我犧牲”試劑發揮作用,揭示了席夫堿水解反應的必要性,說明了動態共價化學策略在捕獲目標生物分子方面的巨大潛力。最后,色譜級乙腈企業彪仕奇了解到,其相關研究內容會以“What Is Hidden Behind Schiff Base Hydrolysis? Dynamic Covalent Chemistry for the Precise Capture of Sialylated Glycans”為題發表在JACS。