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PNAS：廈大朱志團隊在微流控技術賦能識別分子的高效篩選研究取得新進展

來源：廈門大學      2022-10-09
導讀：近日，廈門大學化學化工學院朱志教授和蘇州大學丁鴻銘教授合作，在識別分子篩選領域取得重要突破，相關成果以“Synergetic Collision and Space Separation in Microfluidic Chip for Efficient Affinity-Discriminated Molecular Selection”為題，發表于《美國國家科學院院刊》（Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., DOI: 10.1073/pnas.2211538119）。
抗體、核酸適體及多肽等識別分子是人類探索生命現象本質的重要工具，在免疫分析、藥物開發及腫瘤診療等領域發揮著重要的作用。識別分子一般通過非共價相互作用與靶分子進行結合，以達到識別、阻斷或激活等目的，因此，高親和力識別分子的開發顯得尤為重要。親和篩選是獲得識別分子的穩健途徑，然而，傳統篩選方式存在的效率低、親和力有待提高等局限性，為高質量識別分子的開發帶來了極大的挑戰。因此，亟需發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別分子，進一步推動識別分子的開發與應用。

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為了解決上述問題，該研究從化學平衡的角度切入，基于確定性側向位移微流控平臺，獨辟蹊徑地構建了一種高親和力分辨的識別分子篩選系統SCOPE。該系統基于高頻碰撞實現物理分離，利用“動能-內能”轉換打破配體-目標結合的非共價鍵，從而通過力的作用將平衡推向解離方向；利用微流體動力學通過二維分離不斷地將解離的游離態分子與靶標復合物分離開，以防止二次結合，從而進一步通過濃度效應促進解離。通過力學、濃度效應耦合的平衡驅動，該系統可去除更多的低親和力、中親和力識別分子，最終實現對高親和力識別分子的富集。針對特定腫瘤標志物靶標，該系統可在一天內實現高效的單輪多肽配體篩選，以代替傳統分子篩選中周計的繁瑣流程。SCOPE系統對不同靶標和篩選文庫均有很好的普適性，為高親和力識別分子的高效篩選提供了新的策略，有望為生物分析、醫學診療等領域提供重要的識別分子基礎。
該工作在朱志教授的指導下完成，蘇州大學丁泓銘教授在模擬計算上提供了大力支持。化學化工學院2021屆博士王軍霞和2020級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研發計劃（2021YFA0909400）、國家自然科學基金項目（21974113、21775128、21735004、11874045）、廈門大學校長基金（20720210001、2072022005）等資助。
論文鏈接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2211538119
參考資料：https://news.xmu.edu.cn/info/1045/63698.htm


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