基础医学研究所李智立团队研发了特异性捕获含羰基基团代谢物的多功能磁性纳米探针并用于肺部疾病标志物的筛选

2023年1月，中国医学科学院基础医学研究所李智立团队在Small《纳米微观》发表了“Polyurea Modified Magnetic Particles with Versatile Probes for Chemoselective Capture of Carbonyl Metabolites and Biomarker Discovery”（聚脲修饰多功能磁性纳米探针应用于羰基化合物的化学选择性捕获及生物标志物的筛选）的论文。本文报道了多功能磁性纳米探针应用于含羰基基团代谢物的选择性标记、分离和检测的新方法。该方法具有超高灵敏度、高通量和高覆盖率，在生物标志物的筛选和生化景观的研究中具有广泛的应用前景。

多功能磁性纳米探针捕获含羰基基团代谢物的示意图

羰基化合物与人体生理和病理状态密切相关，其异常表达可引起多种疾病的发生发展。因其质谱信号较弱，高灵敏、高覆盖检测复杂生物样本中羰基化合物面临严重挑战。

多功能磁性纳米探针的结构特征

本研究通过多功能磁纳米探针表面官能团与羰基化合物的选择性识别及衍生作用，可以选择性标记、捕获复杂生物样本中的含羰基基团代谢物，利用特异性化学键断裂实现该类代谢物的高效分离，实现了质谱检测灵敏度提高3-5个数量级；采用同位素标记探针实现了该类代谢物的准确定量分析。该方法检测限低至5 amol，线性范围超过4个数量级，在血清样本中检测到1500余个含羰基基团的代谢物。

多功能磁性纳米探针应用于肺部疾病标志物筛选

将该方法应用于113例血清样本，获得的标志物在区分健康和肺部疾病患者和区分良性肺病和肺癌患者的区分精度分别为0.992和0.959。本研究为探索含羰基基团代谢物的变化与疾病之间的关系提供新思路，为疾病的早期诊断和肿瘤标志物的筛选及临床应用提供新方法。

本研究工作得到国家自然科学基金（81872404, 21807115 和 21976005）等项目的资助。基础医学研究所张沫副研究员为论文的第一作者，李智立教授和北京大学分析测试中心周江教授为论文共同通讯作者。

论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202204734