【人物与科研】暨南大学江正瑾教授团队：单交联聚合技术助力磷脂膜仿生色谱材料加速转化并开拓其生物分析潜力

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导语

磷脂膜仿生色谱是一种生物膜模拟技术，其采用色谱学方法仿生药物与细胞膜之间的相互作用过程。暨南大学江正瑾教授团队自2010年开始依据细胞膜中磷脂种类（PC、PE、PS、PA和PG）和组成的差异，创新性地开发了不同种类的单一或混合磷脂膜仿生整体材料，系统考察其磷脂组成成分及含量、脂肪链长度和甘油酯骨架存在与否等关键因素对磷脂膜仿生色谱材料性能的影响，并利用其与药物活性分子和蛋白之间的疏水、静电、离子交换等关键作用，构建了多个磷脂膜仿生色谱模型，实现了细胞膜-药物相互作用预测、药物诱发磷脂沉积风险快速预警评估、药物透过血脑屏障能力预测、C-反应蛋白的靶向分离、糖肽分子的高选择性富集，深入拓宽了磷脂膜仿生色谱的应用范围。相关工作先后发表在Chem. Eng. J. (2020), Anal. Chim. Acta (2020), J. Chromatogr. A (2019), ACS Appl. Mater. Inter. (2018), Anal. Chim. Acta (2018), J. Chromatogr. A (2017), RSC adv. (2016), J. Chromatogr. A (2015), J. Chromatogr. A (2014), J. Pharm. Biomed. Anal. (2014), J. Pharm. Biomed. Anal. (2012), J. Chromatogr. A (2009)，并获批多项国家发明专利ZL201710964193.6, ZL201610077827.1, ZL201510644566.2。

江正瑾团队简介

团队现有教授2人，高端外国专家4人，副教授4人，博士后2人，在读研究生30人。课题组主要从事多维微纳尺度分离分析、生物药物传感器等现代分析技术及其在天然产物药效物质基础、生物药物、药物靶标筛选或作用机制阐述中的应用研究。

江正瑾教授简介

江正瑾，教授，博士生导师，暨南大学药学院副院长，药物分析学科带头人，药物分析研究中心主任，教育部新世纪人才获得者，广东省南粤优秀教师，中国医药生物技术协会药物分析技术分会副主任委员，广东省药学会生物医药分析专业委员会主任委员。长期从事生物药物分析新方法及分离科学理论的研究。目前已经在Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Sci., ACS Appl. Mater. Interfaces, Anal. Chem.,等主流SCI期刊发表研究论文113篇。现担任药物分析SCI权威期刊J. Chromatogr. A, J. Pharm. Anal., J. Pharm. Biomed. Anal.等6个期刊编委或青年编委，第27届国际药物分析及生物药物分析年会主席，国际PBA委员会常务委员等。

王启钦副研究员简介

王启钦博士，暨南大学药学院副研究员，长期从事复杂生物体系中低丰度关键蛋白的精准分析新技术新方法研究。现主持国家自然科学基金、广东省自然科学基金等项目多项。以第一/通讯作者在TrAC Trend. Anal. Chem., Chem. Eng. J., ACS Appl. Mater. Interfaces, Biosens. Bioelectron., Anal. Chim. Acta等本领域权威期刊发表SCI论文33篇（含中科院一区和二区24篇，2篇IF >10）。入选广东省“博士博士后100名创新人物”，“广东省优秀学生”。担任中国医药生物技术协会药物分析技术分会委员，《分析测试学报》青年编委，广东省药学会生物医药分析专业委员会秘书长。

前沿科研成果

“多才多艺”的新型磷脂膜仿生聚合物材料

磷脂膜色谱材料在药物-细胞膜作用预测、分离科学、蛋白纯化等领域展现出令人着迷的性能，但无论是硅胶基质磷脂膜色谱材料，还是新兴的整体聚合物基质磷脂膜色谱材料均存在制备过程繁琐、优化耗时长、反应体系组分多等问题，严重影响了其重现性和商业化进程。近日，江正瑾教授团队提出单交联聚合技术，选择N-(2-甲基丙烯酰氧)-2-甲基丙烯酰氧磷酸胆碱（MMPC）同时作为功能单体和交联剂，通过热引发自由基聚合反应，即可快速制备出“多才多艺”的新型磷脂膜仿生聚合物材料（图1）。相对于传统的制备方法，该策略大大减少了聚合体系的组成、简化了优化步骤，具有制备时间短（30-60 min）、重现性高、机械强度高、表面官能团密度大和生物兼容性好等特点。而且MMPC磷脂膜仿生色谱材料具有高达100,000 plates/m的柱效，优异的亲水性能和丰富的负电特性，促使其对绝大部分极性或离子型化合物具有很好的分离选择性（图2），并成功应用于复杂生物样品中N-糖肽的高效富集。

图1. 单交联聚合技术的优势

（来源：Chemical Engineering Journal）

图2. MMPC磷脂膜仿生色谱材料的性能评估

（来源：Chemical Engineering Journal）

此外，相对于天然细胞膜中磷脂酰胆碱（PC）的空间排布，MMPC中的磷酸胆碱官能团分布在分子中间，可能影响其与C-反应蛋白（CRP）的靶向识别作用。但是本研究通过多重分子对接和分子模拟技术分析发现MMPC磷脂膜仿生材料依然表现出与天然细胞膜类似的CRP识别机制，从而成功用于炎症患者血清中CRP的高效生物分离（图3）。而且该仿生材料对CRP表现出富集回收率高、特异选择性好、非特异性吸附低等优点，明显优于商业化CRP富集材料和传统的磷脂膜色谱材料。综上可见，单交联聚合技术有望助力磷脂膜仿生色谱材料加速转化并开拓其生物分析潜力。

图3. MMPC磷脂膜仿生色谱与C-反应蛋白之间的特殊作用

（来源：Chemical Engineering Journal）

这一成果近期发表在Chemical Engineering Journal（DOI: 10.1016/j.cej.2020.125121）上，该论文第一通讯单位为暨南大学，第一作者为王启钦副研究员、彭坤和宁波大学干宁教授，通讯作者为暨南大学江正瑾教授。上述研究工作先后得到了国家自然科学基金面上项目和青年基金的资助。

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