新策略實現單糖和二糖精確識別和分類

近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員卿光焱團隊在糖類識別領域取得新進展，提出三元共組裝策略，實現了單糖和二糖的精確識別和分類。相關成果發表在《先進科學》。

糖類在生物體內發揮著至關重要的作用，涉及細胞間相互作用、免疫反應、細胞功能等多項關鍵生物過程。通過識別糖類結構，研究人員能夠開發出針對這些糖類或其相關蛋白質的藥物，從而調節病毒入侵、細胞黏附和免疫反應等生物過程。然而，由于糖類結構復雜，目前，在高特異性和選擇性糖類識別配體方面仍存在挑戰，限制了該糖類在生物化學和生物醫學領域的應用。

為了解決這一難題，研究團隊提出了一種三元共組裝策略，通過基本分子模塊構建多功能結構，避免了復雜的分子合成。團隊通過使用一種獨特的鹵鍵驅動的聚集誘導發光（AIE）分子——C₁₇H₁₉ClN₂，解決了糖類識別面臨的難題。該分子表現出較強的自組裝能力，并能與4-巰基苯硼酸特異性結合，形成高度有序的共組裝結構。進一步，與不同糖類相互作用時，該共組裝結構可以進一步生成具有有序晶體結構的簇狀、球形和棒狀微觀結構，并伴隨顯著的熒光增強。利用這種獨特的熒光變化，研究團隊實現了多種糖類異構體的精準檢測和區分，甚至在細胞裂解液和血清樣本中也同樣實現了各種糖的精確檢測和區分。此外，得益于AIE分子的優越擴展性，研究人員還構建了一個陣列傳感器，優化了糖識別的效率。

該三元共組裝系統不僅避免了復雜的分子合成和繁瑣的提取步驟，還提高了糖類識別的特異性和敏感性，為設計糖類受體提供了一條新途徑，有望推動糖類相關藥物開發、疾病診斷和治療。

文章鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202405613