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【分析】上海交大医学院吴玲玲副研究员Angew：分级流动界面时空调控配体分布提高界面结合反应的热、动力学

时间：2023-11-13 来源： 浏览：

【分析】上海交大医学院吴玲玲副研究员Angew：分级流动界面时空调控配体分布提高界面结合反应的热、动力学

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生命体系中，细胞膜界面上受体-配体结合反应往往通过调节界面受体/配体的时空分布，以达到最佳的结合动力学和热力学。受此启发，近日 上海交通大学医学院分子医学研究院吴玲玲 副研究员团队发展了一种 分级流动界面（HieFluidFace）微流控芯片，通过调控界面识别配体的时空分布，提高界面结合反应的动力学和热力学，实现对循环肿瘤细胞（CTC）的高效捕获与鉴定。 作者在支撑性脂质双层（SLB）界面，通过锚定无流动性的核酸适体功能化球形核酸（SAPT）作为配体“岛”，并在其周围修饰强流动性的荧光适体（FAPTs）作为“筏”以构建HieFluidFace。该界面优势如下：1）每个SAPT与其周围FAPTs构成一种“配体岛-筏”结构，提供较大的反应截面，提高了结合速率常数 k a ；2）基于SAPT多价识别和FAPTs流动增强多价结合的协同效应，提高界面亲和力，即降低解离常数 K d ；3）FAPTs因其自由流动性，逐渐募集于细胞与捕获界面的结合位点，能够“Lighten点亮”细胞；该Lighten策略提供了CTC直接鉴定的新思路。

图1. HieFluidFace-Chip用于CTCs的快速结合、紧密捕获和直接鉴定
HieFluidFace界面的“配体岛-筏”设计，显著扩大了反应截面，其界面结合反应速率常数 k a 提高了~ 2.8-4.0倍。此外，基于高密度“配体岛”的多价结合和流动性“配体筏”聚集的协同效应使界面亲和力 K d 提高了约6.5-28.8倍。

图2. HieFluidFace的结合动力学和热力学
当目标肿瘤细胞被捕获在HieFluidFace后，其周围自由扩散的FAPTs和细胞表面的EpCAM蛋白逐渐募集于结合位点，产生局部聚集的荧光信号，“点亮”细胞，实现对肿瘤细胞的直接鉴定。

图3. Light策略用于细胞标记与鉴定
最后，在临床可行性研究中，使用HieFluidFace-Chip对23例临床样本进行了检测。HieFluidFace可实现对CTCs的高效、高选择性捕获，及直接可视化鉴定。此外，HieFluidFace凭借SLB界面柔软、抗吸附的优点，有效减少了CTCs的碰撞损伤和血细胞的非特异性吸附。该工作发展的HieFluidFace为优化界面结合反应的动力学和热力学提供了新思路。

图4. HieFluidFace-Chip临床样本检测
该工作近日发表于 Angewandte Chemie International Edition ，上海交通大学医学院分子医学研究院 吴玲玲 副研究员为该论文的通讯作者，厦门大学博士生 牛琪 和福州大学硕士毕业生 屈鑫 为该论文的共同第一作者。
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Hierarchical Fluid Interface Enables Spatiotemporal Regulation of Ligand Distribution to Increase Kinetics and Thermodynamics of Interfacial Binding Reaction
Qi Niu, Xin Qu, Shiyu Li, Xianai Shi, Jianmin Yang, Jianzhou Feng, Chen Huang, Yanling Song, Chaoyong Yang, Lingling Wu
Angew. Chem. Int. Ed ., 2023 , DOI: 10.1002/anie.202312581
导师介绍

吴玲玲副研究员
 
吴玲玲，上海交通大学医学院分子医学研究院副研究员。2018年于武汉大学取得分析化学博士学位，2018年至2020年在上海交通大学医学院分子医学研究院杨朝勇教授课题组从事博士后研究，2020年7月起就职于上海交通大学医学院分子医学研究院。
研究方向是基于微流控的液体活检及单细胞空间组学分析。在相关领域以第一作者（含共同）/通讯（含共同）共发表论文23篇，包括 Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Rev., ACS Nano, Adv. Sci. 等。获授权发明专利1项，参与撰写英文书籍2部。曾获得“上海市超级博士后”激励计划，上海市晨光计划，上海市启明星计划等。
http://www.yang-lab.com/index.html
https://www.x-mol.com/university/faculty/360200
微信公众号：
杨朝勇课题组

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