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19F编码策略用于多种生物标志物的同时检测

发布日期:2022-12-02     浏览次数:次   

990am金沙登录高锦豪教授/林泓域副教授团队在19F磁共振波谱领域取得新进展,相关成果以"19F Barcoding Enables Multiplex Detection of Biomarkers Associated with Organ Injury and Cancer"为题,发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202211189)。

大多数生物过程都涉及各种生物分子(如蛋白、核酸等生物大分子及各种小分子)之间复杂的相互作用。对这些生物过程的探索往往依赖于指示性生物分子(生物标志物)的监测。由于生物过程的复杂性,监测单一的生物标志物难以满足生物过程识别的需要,特别是对病理过程的诊断,如药物诱导的肝肾损伤以及癌症。因此,同时检测多个生物标志物对于深入探索生物过程至关重要,然而这对于目前的分析方法来说是一个挑战。

19F具有优良的磁共振灵敏度(1H94%)100%的自然丰度、可忽略的生物背景及可定量的信号输出。此外,19F的化学位移对其所处的化学环境非常敏感,且其化学位移的细微差别(0.03 ppm)能够被普通的400 MHz核磁共振波谱仪准确识别。因此,利用19F同时作为系列探针的编码和信号基团,有望实现复杂生物环境中多种标志物的同时定量检测。基于这些考虑,厦门大学高锦豪教授/林泓域副教授课题组通过理性设计与筛选优化,构建了一系列19F-NMR探针(LAP-3-F, AAP-4-F, NAG-2-Cl-4-F, GGT-2-F, MAO-2-F-4-NO2),在复杂生物环境中对器官损伤(肝和肾)和癌症相关的多种标志物,包括亮氨酸氨基肽酶(LAP),氨基肽酶(AAP),谷氨酰转肽酶(GGT),单胺氧化酶(MAO)β-N-乙酰氨基葡萄糖胺酶(NAG)等,实现了同时定量检测。

该工作发展了一种用于构建系列探针的19F编码策略,利用探针在对其特异性底物响应之后19F的化学位移发生显著变化来实现对复杂环境中多种生物标志物的同时定量检测,展示了该策略在生物过程研究和疾病诊断方面的良好潜力。



该工作在高锦豪教授和林泓域副教授指导下完成。2019级博士研究生罗祥杰为第一作者,林泓域副教授为通讯作者。该工作主要得到了国家自然科学基金(920591092212570222077107)、福建省自然科学基金(2020J02001)和厦门青年创新基金项目(3502Z20206051)的支持。

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202211189


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