南昌大学熊勇华/黄小林和唐本忠院士Angew：通用型硼酸亲和交联放大动态光散射信号免疫分析方法即时检测糖蛋白

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糖蛋白是一类参与多种生理和病理过程的重要生物分子。前期研究表明体内糖蛋白的异常表达往往与各种疾病的发生发展密切相关，因此糖蛋白被广泛作为一类临床疾病诊断中重要的生物标志物。近年来，越来越多的学者致力于开发早期监测生物液体中糖蛋白水平变化的新方法和新技术。酶联免疫吸附法（ELISA）因其具有选择性好、高通量等优点，被用于临床糖蛋白的常规检测。然而依赖配对抗体、繁琐的检测流程以及相对有限的灵敏度（一般介于ng mL^-1至mg mL^-1），使得ELISA难以满足临床诊断高灵敏即时（POC）检测的需求。

近日，南昌大学春华秋实课题组熊勇华研究员、黄小林教授联合香港中文大学（深圳）唐本忠院士在Angewandte Chemie International Edition（IF: 15.336）发表了题为A Universal Boronate-Affinity Crosslinking-Amplified Dynamic Light Scattering Immunoassay for Point-of-Care Glycoprotein Detection的研究论文。本研究构建了基于硼酸亲和作用诱导磁性纳米粒子交联聚集放大动态光散射（DLS）信号的免疫分析方法，可在15min内实现了血清中fM水平糖蛋白的超灵敏POC检测，为顺式二醇类生物分子的超灵敏快速定量分析提供了新方法和新技术。本研究方法检测原理如下图所示：首先利用抗体修饰的磁性纳米颗粒（MNP@mAb）选择性捕获和分离复杂样品中目标糖蛋白；其次利用苯硼酸和糖蛋白中的顺式二醇选择性地结合诱导磁性纳米探针交联聚集，进而导致纳米颗粒的平均水化动力学直径（D_H）增加。随后借助动态光散射分析仪记录D_H的变化，以实现对目标糖蛋白的定量检测。

本文要点

1）概念验证：只有样本中存在目标糖蛋白时，苯硼酸交联剂（8arm PBA）才能诱导磁性纳米探针（MNP₁₃₈@mAb）发生聚集，导致其D_H增大。

2）磁性纳米探针的通用性及方法学评价：使用MNP₂₅₅@mAb和Fe₃O₄@Au@mAb代替MNP₁₃₈@mAb作为磁性纳米探针也能成功实现目标糖蛋白AFP的高灵敏定量检测，有助于提高本研究方法的检测性能以及拓宽其应用范围。

3）交联剂的通用性：以BSA、AuNPs、SiO₂作为载体制备新型苯硼酸交联剂也能诱导磁性纳米探针发生明显聚集，导致其D_H增加，构建目标物浓度依赖的信号响应关系，为待测物的定量分析提供基础。

4）糖蛋白的通用性：进一步将该方法拓展用于其它糖蛋白的POC检测，包括氨基末端脑钠肽前体NT-proBNP和人绒毛膜促性腺激素HCG，为其他顺式二醇类生物分子的高灵敏快速定量检测奠定了基础。 

本研究报道了一种通用型硼酸亲和放大动态光散射免疫分析方法，不仅为糖蛋白的即时检测提供了一种全新解决方案，也为拓展动态光散射分析技术的生物传感应用提供了新思路。

论文第一作者为南昌大学食品学院硕士生陈静和郝良文，论文通讯作者为南昌大学熊勇华研究员、黄小林教授和香港中文大学（深圳）唐本忠院士。南昌大学食品科学与技术国家重点实验室和食品学院为论文第一完成单位，该研究得到国家自然科学基金、江西省杰出青年基金、江西省教育厅基金的资助支持。

作者简介

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唐本忠，博士，香港中文大学(深圳)理工学院院长，中国科学院院士、发展中国家科学院院士、亚太材料科学院院士、国际生物材料科学与工程学会联合会“生物材料科学与工程Fellow”、英国皇家化学会会士、国家自然科学基金基础科学中心项目负责人。在国内外顶尖杂志上发表论文1600余篇，他引十一万余次，h指数为152。于2014-2021年连续入选化学和材料双领域高被引用科学家。先后获得多项荣誉及奖励，如国家自然科学一等奖（2017），何梁何利科学与技术进步奖（2017），第27届夸瑞兹密国际科学奖（2014），美国化学会高分子学术报告奖（2012），国家自然科学二等奖（2007），裘槎高级研究成就奖（2007），中国化学会高分子基础研究王葆仁奖（2007）和爱思唯尔出版社冯新德聚合物奖（2007）等。现任Wiley出版社发行的Aggregate杂志的主编。
  熊勇华，博士，博士生导师，二级研究员，南昌大学赣江杰出教授。现就职南昌大学中德联合研究院，食品学院，食品科学与技术国家重点实验室固定成员，江西省百千万人才及主要学科与技术带头人，江西省首批“双千计划”高端创新人才入选者。主要从事食品安全以及医学快速诊断的应用基础及产品开发研究。近年来，主持了包括国家重点研发计划课题，“973”计划课题，国家自然科学基金等课题数十项。系统开展了基于免疫反应的小分子化合物超灵敏识别理论及应用研究，研究成果对研制高灵敏免疫筛查新方法具有重要的指导意义。期间共发表SCI收录论文178篇，以通讯作者在Chemical Society Review, JACS, Angew Chem Advance Science, ACS Nano, Theranostics, Biosensors and Bioelectronics, ACS Applied Materials and interfaces，Analytical Chemistry及Journal of Agriculture and Food chemistry等SCI期刊发表论文100余篇，H指数为37（web of science数据），授权发明专利70余项。相关成果获江西省科技进步一等奖（2017），江西省自然科学一等奖（2020），中国食品科学技术学会技术发明一等奖（2020）及江西省第四届专利奖（2020）各一次。  
黄小林，南昌大学食品学院特聘教授，博士生导师，江西省青年井冈学者，江西省科技创新杰出青年人才，江西省优秀博士学位论文获得者，南昌大学赣江青年学者，江西省省级示范研究生导师创新团队骨干成员、第七届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛系列工作先进个人、南昌大学首届“五四风华”奖章获得者，中国医药生物技术协会生物诊断技术分会委员，美国国立卫生研究院（NIH）联合培养博士，香港科技大学（HKUST）博士后，Frontiers in Chemistry客座主编，Foods客座主编，Frontiers in Bioengineering and Biotechnology编委，《未来食品科学》编委。长期从事食品安全快速检测及体外诊断等领域的研究和教学工作。先后主持及参与国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、江西省自然科学基金杰出青年基金等国家及省部级课题10余项，在Chem Soc Rev、Mater. Sci. Eng., R、Adv Mat、Angew Chem、Compr Rev Food Sci Food Saf、Food Chem、JAFC等国内外学术期刊发表论文百余篇，其中第一或通讯作者发表SCI论文40余篇，授权国家发明专利20余项。获2020年度江西省自然科学奖一等奖。连续两年指导学生参加中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛获全国赛总决赛金奖1项、铜奖2项、省级金奖2项，省冠军1次。

论文信息

Chen J, Hao L, Hu J, et al. A Universal Boronate‐Affinity Crosslinking‐Amplified Dynamic Light Scattering Immunoassay for Point‐of‐Care Glycoprotein Detection. Angewandte Chemie. Angewandte Chemie International Edition, 2021, e202112031.

原文链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202112031

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