溶劑響應分子印跡納米凝膠用于MALDITOF質譜的靶蛋白分析

通過模板輔助合成制備的具有識別特性的仿生材料被稱為分子印跡聚合物（MIPs）。MIPs可以識別多種有機化合物，包括具有高分子量和復雜結構的多肽和蛋白質。納米級的MIPs（尺寸在20-100 nm之間），具有天然抗體的親和性、選擇性、結合動力學等特點。在nanoMIPs中，聚（丙烯酰胺）（PA）和聚（丙烯酰胺基）衍生物（PAD）nanoMIPs是一類引人關注的納米材料。PAD-nanoMIPs具有很好的親和性和選擇性，材料的合成在水中進行，保證了材料與靶蛋白的相容性，并且由于材料的水凝膠性質，根據不同的溶劑條件，材料可以展現出縮小和擴展水凝膠網絡的能力，這種性質可以用于調節材料對目標分子的結合和釋放，非常適合制備分子印跡材料。

NanoMIPs在環境分析、臨床診斷、傳感器、藥物監測和治療等各種研究領域有著重要是貢獻，一些研究者還評估了NanoMIPs與基質輔助激光解吸電離（MALDI）飛行時間（TOF）質譜（MS）分析的相容性以及潛在用途，探究有助于靶蛋白分析的新方法。維羅納大學的Alessandra Maria Bossi團隊研究了溶劑響應性的PAD-nanoMIPs在蛋白質靶向的MALDI-TOF-MS分析中的作用。PAD-nanoMIPs除了MIPs材料公認的對分析物的富集作用外，還可以通過原位溶劑控制釋放作用將分析物直接釋放在MALDI目標板上，達到分析物的濃縮和分析過程簡化的目的。

研究人員通過掃描電子顯微鏡（SEM）觀察了PAD-nanoMIPs的形貌，顯示為規則的準球形納米粒子，通過粒徑分析得到PAD-nanoMIPs的平均直徑為41±7 nm，與DLS測試結果相符（圖1A，B）。研究人員通過DLS觀察PAD-nanoMIPs在加入乙腈后的瞬時收縮（圖1C）。乙腈和水的比例為1：1和7：3（v/v）時，溶劑導致PAD-nanoMIPs收縮至初始尺寸的三分之一左右，然后再部分溶脹，增大為初始尺寸的約80％，此時納米凝膠網絡內部溶劑分散達到平衡。

Figure 1. SEM image (A) and analysis of the dimension (B) of the nanoparticles. (C) DLS measurements of the PAD-nanoMIP swelling ratio at the addition of acetonitrile/water 3:7 (v/v) (blue◇); 1:1 (v/v) (red□); 7:3 (v/v) (black ●).

研究人員通過批次孵化實驗評估材料的吸附性能，然后對分析物進行定量，得到材料在數分鐘時間尺度上的吸附動力學性能（圖2A）；研究人員通過材料與不同蛋白的批次孵化實驗評估PAD-nanoMIPs的選擇性。其中人血白蛋白（HSA）