Pesquisadores chineses desenvolveram partículas de polímero poroso polimerizado interfacialmente para separação de glicopeptídeos de baixa abundância. Essas partículas de polímero com nanoporos heteroestruturados hidrofílicos-hidrofóbicos podem separar glicopeptídeos de baixa abundância de amostras biológicas complexas com moléculas de fundo de alta abundância de forma eficiente.

Os resultados foram publicados na revista Materiais avançados em um artigo intitulado "Interfacially Polymerized Particles with Heterostructured Nanopores for Glycopeptide Separation".

Análises qualitativas / quantitativas de biomoléculas de baixa abundância de biofluidos complexos são críticas no diagnóstico clínico e prognóstico. Por exemplo, O peptídeo Aβ glicosilado pode ajudar a identificar a doença de Alzheimer e o DNA do tumor circulante pode ajudar a identificar o câncer.

Materiais poliméricos porosos têm sido amplamente usados ​​para separação. Contudo, a maioria dos materiais poliméricos porosos existentes têm composições ou poros homogêneos. Como resultado, separar de forma eficiente e específica subconjuntos de biomoléculas de baixa abundância de amostras complexas (como soro e plasma) é um grande desafio. Embora esforços recentes de modificação de superfície em nível de molécula para esses materiais poliméricos porosos homogêneos tenham demonstrado maior especificidade de separação, a adsorção inespecífica de moléculas de fundo de alta abundância ainda existe.

Os glicopeptídeos endógenos são biomarcadores significativos para muitas doenças, como a doença de Alzheimer e o câncer. Contudo, sua separação é sempre prejudicada pela baixa abundância de glicopeptídeos (geralmente 10 a 500 pg / mL em biofluidos) e a alta abundância de moléculas de fundo (como proteínas e não glicopeptídeos) em biofluidos complexos.

Pesquisadores do Instituto Técnico de Física e Química (TIPC) da Academia Chinesa de Ciências desenvolveram recentemente uma abordagem de polimerização interfacial em emulsão para sintetizar partículas de polímero com superfícies heteroestruturadas hidrofílicas-hidrofóbicas e atuadores de filme Janus bidimensionais. Com base em estudos anteriores, os pesquisadores sintetizaram recentemente uma série de partículas de polímero com nanoporos heteroestruturados hidrofílico-hidrofóbicos por polimerização interfacial em emulsão, realizando a separação eficiente de glicopeptídeos de baixa abundância de proteínas de alta abundância e não glicopeptídeos.

A separação eficiente é alcançada permitindo a adsorção local dependente de solvente de biomoléculas na superfície heteroestruturada dentro dos nanoporos por meio da troca da polaridade do solvente. Os pesquisadores descobriram que as partículas com grandes nanoporos (tamanho médio dos poros, 33 nm) pode adsorver proteínas e não glicopeptídeos em solvente de alta polaridade por meio de interações hidrofóbicas, enquanto as partículas com pequenos nanoporos (tamanho médio dos poros, 3 nm) pode adsorver glicopeptídeos em solvente de baixa polaridade por meio de interações hidrofílicas.

Assim, um protocolo de duas etapas foi racionalmente projetado para separar glicopeptídeos de baixa abundância de proteínas de alta abundância e não glicopeptídeos. Primeiro, a região hidrofóbica das partículas com grandes nanoporos removeu proteínas hidrofóbicas de alta abundância e não glicopeptídeos em solvente de alta polaridade. Segundo, glicopeptídeos hidrofílicos de baixa abundância foram eficientemente separados por meio da região hidrofílica das partículas com pequenos nanoporos em solvente de baixa polaridade. A eficiência de separação das partículas polimerizadas interfacialmente é superior aos materiais porosos existentes usados ​​para separação de glicopeptídeos.

Essas partículas fornecem um bom candidato para aplicação na separação de biomoléculas de baixa abundância de amostras biológicas e diagnósticos clínicos a jusante.