硼亲和色谱新材料新方法研究
作者单位：南京大学化学化工学院生命分析化学国家重点实验室
会议名称：《全国生物医药色谱及相关技术学术交流会（2012）》
会议日期：2012年
学科分类：081704[工学-应用化学] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 070302[理学-分析化学] 0703[理学-化学]
摘 要：硼亲和色谱是以取代硼酸为配基的亲和色谱模式,是分离和富集顺式二羟基化合物的重要工具。顺式二羟基化合物包括糖蛋白、糖肽、糖、核苷、核苷酸、RNA等重要生物分子。随着蛋白质组学、代谢组学和糖组学等组学研究的兴起与发展,硼亲和色谱,尤其是基于纳米材料和整体材料的硼亲和分离介质,在近年来得到越来越多的重视。取代硼酸能与顺式二羟基化合物在碱性条件下结合形成稳定的络合物,当介质的pH切换为酸性时,络合物解吸释放出顺式二羟基化合物。取代硼酸具有三个显著的优点:1)共价结合,亲和力强;2)可逆反应,结合/解吸过程容易控制;3)在酸性条件下解吸,解吸条件的质谱兼容性好。这些优点使得硼亲和色谱是识别和选择性富集糖蛋白、糖肽、糖、核苷、核苷酸、RNA等重要生物分子的重要方法,特别适合于以质谱为核心的组学分析方法。但是,硼亲和色谱也存在其局限性。其一,通常的取代硼酸的在中性和酸性条件下的结合力弱。再者,取代硼酸为广谱选择性,容易受非目标分子的顺式二羟基分子干扰。我们针对这些问题进行了深入研究,目前已经取得重要进展。我们合成出了含有活性基团的改进Wulff型苯硼酸（3-羧基-6-羟甲基苯硼酸）,并以其为亲和配基制备出了新颖的硼亲和整体柱,该整体柱能在pH5.0的条件下结合顺式二羟基分子,是迄今硼亲和功能化材料中亲和力最高的。在该硼亲和色谱柱上,核苷和糖蛋白质都可以得到选择性富集。而且,核苷等强亲水性化合物在酸性条件下等度洗脱时能得到明显的分离,氢键相互作用可能在其中起到了关键作用。该分离机理可能为强亲水性化合物的高分辨色谱分离方法的发展提供了新的契机。此外,我们利用多孔整体柱中的纳米孔道的分子排阻作用和苯硼酸分子团队的在中性pH条件下的硼亲和作用的结合,发展出具有类似蛋白A的专一选择性的仿生整体材料。该整体材料能专一结合抗体,同时克服了蛋白A的缺点,具有成本低、稳定性好和洗脱速率快等优点。该材料在抗体纯化和定向固载等方面具有重要应用前景。以苯硼酸为功能单体,利用光引发聚合反应,我们提出了制备糖蛋白的分子印迹聚合物（MIP）的通用方法,并发展出制备糖蛋白的分子印迹聚合物图案化阵列的软光刻方法。该人工抗体材料展现了几个显著的优势:专一性好、抗干扰能力强、适用的样品pH范围宽。以人工抗体阵列替代真实抗体,发展出相应的酶联免疫分析方法,检测血清中甲胎蛋白,检测限低于1ng/mL。