在纳米孔中选择性和可控性地捕获单个蛋白质,使用可逆共价键

科学领域:

• 生物物理学的生物物理.
• 纳米技术纳米技术
• 分析化学 分析化学

背景情况:

• 纳米孔分析提供了无标签的蛋白质大小和形状的快速确定.
• 限制包括蛋白质的短停留时间,高噪音和有限的带宽,降低分析准确度.
• 与纳米孔壁的非特异性蛋白质相互作用进一步使准确的测量变得复杂.

研究的目的:

• 开发一种用于固态纳米孔的新型表面修饰,以增强单蛋白特征.
• 使用功能化纳米孔选择性地捕获和分析糖化蛋白质.
• 为了提高基于纳米孔的蛋白质大小和形状的确定精度和吞吐量.

主要方法:

• 用聚合物涂层固态纳米孔,并对酸 (PBA) 基团进行面附着.
• 利用PBA和邻近二醇之间的可逆共价键在糖化蛋白上进行选择性捕获.
• 分析电阻脉冲停留时间,以区分自由转位和目标捕获事件.

主要成果:

• 功能化的纳米孔通过PBA相互作用选择性地捕获糖化蛋白质,产生"长时间事件" (0.4毫秒至2秒).
• 应用的电位和缓冲 pH 允许控制蛋白质捕获时间 (1-2 个数量级).
• 通过使用固态纳米孔来确定蛋白质体积和形状,获得了迄今为止最高的精度,最佳的捕获时间为1-20 ms.

结论:

• 聚合物涂层,PBA功能化纳米孔显著提高单蛋白分析的选择性和准确性.
• 控制的捕获延长了蛋白质的居住时间,使其能够精确地确定体积和形状.
• 这种方法增强了对原生和人工糖化蛋白质的纳米孔分析.