近日,化学领域顶级期刊—英国皇家化学会的《化学学会综述》(影响因子:33.38)在线发表了我校化学化工学院刘震教授研究团队撰写的题目为“Boronate
affinity materials for separation and molecular recognition: structure,
properties and applications”的综述论文(Chem. Soc. Rev. 2015, DOI:
10.1039/c5cs00013k)。

澳门各大赌场网址大全 ,近日,美国化学会旗下刊物《化学研究评述》(Accounts of Chemical
Research)在线发表了我校刘震教授研究团队撰写的题目为“Synthesis and
Applications of Boronate Affinity Materials: From Class Selectivity to
Biomimetic Specificity”的特邀综述性论文(Acc. Chem. Res., DOI:
10.1021/acs.accounts.7b00179)。论文系统地介绍了该课题组在硼亲和材料领域的研究工作。

澳门最大赌场官方网站 ,2017年4月6日,生物领域Nature子刊《Nature
Protocols》在线发表了我校刘震教授研究团队关于分子印迹领域的重要论文Preparation
of molecularly imprinted polymers specific to glycoproteins, glycans and
monosaccharides via boronate affinity controllable-oriented surface
imprinting(Nature Protocols, 2017, 12, 964-987.
doi:10.1038/nprot.2017.015)。

硼亲和材料,尤其是用于分离和分子识别的硼亲和材料,在近十取得了显著进步,在性能上多次突破原有水平,在应用上扩展到多个重要领域。刘震研究团队在硼亲和材料的制备和应用方面做出了重要贡献,已在化学领域顶级期刊德国《应用化学》(Angew.
Chem. Int. Ed., 网赌登录网址 ,2009, 48, 6704-6707; 2013, 52, 7451-7454;
网上赌搏网址大全 ,2014中国十大赌博城市排名 ,, 53, 10386-10389; 2015, 54, 6173–6176; 2015, 54,
10211-10215 和英国《化学科学》(Chem. Sci., 2012, 3, 1467-1471;
2013, 4, 4298 – 4303; 2014, 5, 1135-1140; 2014, 5,
4065-4069)上多次发表高水平研究论文,已申请发明专利14项。这些研究成果产生了重要影响,得到学术界及工业界的好评与关注;Chemistry
World和LCGC
等杂志专题介绍了相关工作,多家公司对相关材料表现出极大的兴趣,获John
Wiley、Royal Society of
Chemistry和Springer等出版社的邀请撰写专著和专章。然而,文献中尚没有全面总结该领域的最新进展的权威性综述。为此,该论文批判性地评述了该领域的最新发展,着重介绍了近10年中的理论进展和新颖硼亲和材料,特别地讨论了配基和支撑材料的结构对材料性质的影响,介绍了这些硼亲和材料在亲和分离、蛋白质组学、代谢组学、疾病诊断和适配体筛选等多个领域中的应用。

硼亲和材料在近十来年取得了显著进步,我校刘震教授课题组在该领域做出了系统和深入的研究。该团队针对常规硼亲和材料存在的局限,从硼亲和配基的合成与筛选入手,在此基础上阐明了硼亲和作用相关的分子间相互作用机制和结构-性能关系,提出了增强亲和力和选择性的策略,先后发展出一系列性能先进的硼亲和材料,克服了常规硼亲和材料难以胜任生理pH条件和复杂样品体系中的低浓度目标物的识别的局限,所得的硼亲和材料在亲和分离、组学研究和适配体筛选等领域获得了成功的应用。将硼亲和相互作用与分子印迹技术相结合,该团队进一步发展出多个便捷、通用、高效的分子印迹方法,制备出系列分子识别性能优异的硼亲和印迹材料;尤其是硼亲和可控定向表面印迹法,可以利用模板的分子尺寸预测最佳的印迹时间,且免疫原性差、抗体难以制备的聚糖等目标分子,利用该技术可以便捷地制备得到相应的分子印迹聚合物,将分子印迹技术推向一个全新的高度。该团队发展出的分子印迹技术可以和量子点、介孔纳米材料和等离激元材料等各种先进材料相结合,得到先进功能的仿生识别材料。这些仿生识别材料已经作为抗体的替代物在疾病诊断、翻译后修饰蛋白质鉴定、癌细胞靶向识别和单细胞分析等领域获得了重要应用。相关研究工作已在德国《应用化学》(Angew.
Chem. Int. Ed., 2009, 48, 6704-6707; 2013, 52, 7451-7454; 2014, 53,
10386-10389; 2015, 54, 6173-6176; 2015, 54, 10211-10215 ;2016, 55,
13215-13218)、英国《化学科学》(Chem. Sci., 2012, 3, 1467-1471; 2013,
4, 4298-4303; 2014, 5, 1135-1140; 2014, 5,
4065-4069)和《自然-实验指南》(Nat. Protoc., 2017, 12,
964–987)等重要期刊上发表系列高水平研究论文55篇,已申请发明专利16项,获授权发明专利10项。这些研究成果产生了重要影响,Chemistry
World和LCGC 等杂志专题介绍了相关工作,获John Wiley、Royal Society of
Chemistry和Humanna等出版社的邀请,已出版专章4章,发表高水平综述论文1篇(Chem.
Soc. Rev., 2015, 44,
8097-8123)。由于以上贡献,刘震教授被选为国际分子印迹学会理事和分析化学领域核心期刊Anal.
Chim. Acta杂志编委。

分子印迹是制备具有类似抗体或酶专一性仿生识别材料的重要技术,在生物传感、亲和分离和疾病诊断等领域具有广阔的应用前景。但是,蛋白质等生物分子的普适、高效印迹是分子印迹中的一个重要的挑战,传统方法难以同时满足不同大小的生物分子的印迹,更难以对印迹过程进行精确控制。经过多年在硼亲和材料(Chem.
Soc. Rev. 2015, 44, 8097-8123; Angew. Chem. Int. Ed., 2009, 48,
6704-6707; 2015, 54, 6173-6176; Chem. Sci., 2012, 3, 1467-1471; 2013, 4,
4298-4303; 2014, 5, 4065-4069)和分子印迹(Angew. Chem. Int. Ed., 2013,
52, 7451-7454; 2014, 53, 10386-10389; 2015, 54, 10211-10215 ; Chem.
Sci., 2014, 5, 1135-1140;Anal. Chem., 2016, 88, 1447–1454 (ACS Editors’
Choice))领域中的深入研究,该研究团队发展出硼亲和可控定向表面印迹法。该方法能够便捷高效地制备出糖蛋白、聚糖和单糖的分子印迹聚合物。该方法的原理见图1,先将模板分子固定到硼酸功能化的基质上,然后利用生物相容性良好的功能单体在基质表面聚合,形成合适厚度的印迹层以及与模板分子空间匹配的印迹腔。该方法的最大优势在于印迹可控性:根据模板分子尺寸大小,调整印迹层厚度,制备出不同尺寸模板的分子印迹聚合物,而印迹层厚度只需要调节印迹时间来精确控制。这不仅简化了印迹步骤,而且适用范围广。所得分子印迹聚合物已经在疾病诊断(Anal.
Chem., 2014, 86, 959-966;2014, 86, 12382-12389;2016, 88,
12363-12370)、癌细胞靶向识别(Chem. Commun., 2015, 51, 17696-
17699;Sci. Rep., 2016, 6, 22757)和活体单细胞分析(Angew. Chem. Int.
Ed., 2016, 55, 13215-13218)等重要应用领域中展现出优越的分子识别性能。

该论文的第一作者为博士生李道金。该工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金面上项目和国家重大科学研究计划的经费支持。

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该论文的共同第一作者为博士生邢荣荣和博士后王双寿。该工作得到国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金面上项目和国家重大科学研究计划的经费支持。

(化学化工学院 刘震 科学技术处)

(化学化工学院 科学技术处)

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图1. 硼亲和可控定向表面印迹原理

(化学化工学院 科学技术处)

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