糖和凝集素蛋白質的特異性結合在精卵結合、病毒入侵，免疫防御等生命過程中扮演了很多非常重要的角色，因此開發新的研究糖和蛋白特異性結合的方法和平臺顯得尤為重要。石英晶體微天平(QCM)因為其靈敏度高，可對給體和受體的結合進行實時、原位檢測，是一種頗具特色的檢測手段。在檢測過程中，常需要將蛋白質固定在芯片表面。目前較為常見的固定蛋白質的方法有兩種，一種是共價鍵法，其優點是修飾牢固穩定，數據重現性好，缺點是效率低，步驟繁瑣；另一種是非共價鍵法，也就是物理吸附，優點是操作簡便快捷，缺點是穩定性和重現性差。因此開發新的高效蛋白質表面吸附方法顯得尤為重要。
（實驗設計思路）
基于上述背景，復旦大學陳國頌-江明課題組以糖和鄰羥基苯硼酸半酯的動態共價鍵為驅動力，成功實現了蛋白質在QCM芯片表面的高效修飾，所得表面具有很好的穩定性。他們首先設計并分別制備了甲基丙烯酸酯和苯硼酸的無規共聚物(PtBMA-co-PBOB)和含糖均聚物，利用PtBMA與QCM芯片表面的疏水作用將苯硼酸固定在芯片表面，然后通過苯硼酸與糖之間的動態共價鍵在芯片表面修飾一層糖聚合物，最后通過糖與蛋白質的特異性相互作用將該表面用于蛋白質修飾。糖聚合物的存在和其對于蛋白質的多價結合導致芯片表面能夠高效、穩定地吸附蛋白質，固定量可達為2832 ng/cm2。而在對照實驗中，利用共價鍵修飾相同蛋白質的固定量僅為424.8 ng/cm2。所得蛋白質表面非常穩定，在大量游離的單糖沖洗的情況下，蛋白質依然保持穩定。說明通過多重非共價作用，糖聚合物能很穩定地將蛋白質固定在芯片表面。該工作對于實現蛋白質在表面的高效修飾提供了一條新的思路。
這一研究工作最近在線發表在高分子學報創刊60周年專輯(DOI：10.11777/j.issn1000-3304.2017.16347)上，林銘昌博士是該論文的第一作者，陳國頌為通訊作者。該項工作得到國家自然科學基金(91527305和21474020)的資助。
參考文獻：Ming-chang Lin, Guo-song Chen. An Efficient Protein Modification Method Based on Dynamic Covalent Bonding between Sugar and Phenylboronic Acid. Acta Polymerica Sinica, 2017, (7): 1113- 1120
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DOI:10.11777/j.issn1000-3304.2017.16347
