分享一篇發表在Advanced Science上的文章，題目為“One-Pot Construction of NHS-Activated Magnetic Particles for Chemoselective Capture of Carboxyl Metabolites”，通訊作者是來自藥用植物研究所的鄒忠梅研究員，她們課題組的主要研究方向是天然產物發現，結構修飾研究，以及基于代謝組學的中藥及其復方物質基礎及作用機理研究。
磁性材料在簡化樣品處理和提高檢測靈敏度方面展現出巨大潛力，然而，其復雜的制備過程以及相關費用限制了其更廣泛的應用。化學選擇性探針標記策略在蛋白質組學，基因組學，代謝組學方面具有巨大潛力。將化學探針固定在磁性材料上，即可快速準確的識別復雜基質中的代謝物。在本研究中，作者采用一鍋法，方便地合成了表面富含N-羥基琥珀酰亞胺（NHS）酯的新型磁性顆粒。這是首次明確報道一種從異氰酸酯合成NHS-酯的新方法。簡單來說，作者將三種反應物混合反應后離心凍干得到NHS活化的聚脲，然后將納米粒子（如Fe3O4納米粒子）引入反應混合物，即可得到NHS活化的聚脲包覆磁性微粒（PMMPs）。
作者首先進行了磁性顆粒合成條件的優化，包括三種反應物的投料比，濃度，反應溶劑，反應時間。然后作者進一步進行了表征，證明了該方法制備簡單方便的同時，合成的磁性顆粒均一，且后續偶聯化學探針的能力高于市售的磁性微球。
然后作者將合成的磁性微球用帶有可裂解鍵和疏水標簽的氨基末端選擇性胱胺探針進行修飾，從而制備出磁性化學探針。該探針在HATU和HOBt存在下，可以捕獲碳基化合物，然后通過還原二硫鍵，使分析物偶聯物迅速從PMMPs上釋放出來。標記過程中分子量增加，使得能夠分析小分子量的揮發性羧酸，疏水基團增強了小分子在反相液相色譜（RPLC）上的保留能力。甲酸、乙酸和丙酸在內的9種高極性短鏈脂肪酸（SCFAs）得到了有效分離，該方法可以在一次分析中同時對包括SCFAs和游離膽汁酸（BAs）在內的羧酸鹽代謝物進行分析。
最后，作者使用該方法進行了盲腸內容物樣本中SCFAs的分析，共鑒定出20種羧基代謝物，其中包括7種SCFAs、5種膽汁酸以及8種被鑒定為潛在膽汁酸衍生物的同分異構體。對六種SCFAs來說，探針標記衍生化策略的檢測靈敏度提高到納摩爾水平，該方法可以檢測到抑郁癥模型小鼠中丁酸、戊酸、異戊酸和己酸的含量顯著降低。
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總的來說，本文開發了一種一鍋法合成NHS活化的PMMPs的方法，且具有高偶聯效率和成本效益，該磁性顆粒在偶聯各種化學探針后，可以成為分析復雜生物樣本的一個實用工具。
本文作者：YDP
責任編輯：LYC
DOI：10.1002/advs.202413830
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202413830
