боронатная аффинная хроматография (ВАХ) является уникальным средством селективного разделения и обогащения цис-диолсодержащих соединений. цис-диолсодержащие биомолекулы представляют собой важный класс соединений,, включая гликопротеины, гликопептиды, рибонуклеозиды , рибонуклеотиды, сахариды, и катехоламины. эти биомолекулы играют важную роль во многих процессах, связанных с жизнью., поскольку биомолекулы, содержащие цис-диол, являются важными молекулами-мишенями в современных областях исследований, таких как протеомика,. метаболомика, и гликомика, BAC и материалы, родственные боронатам, получили быстрое развитие и нашли все более широкое применение в последние десятилетия.

bac — это уникальный режим аффинной хроматографии ,, в котором бороновая кислота используется в качестве лиганда для селективного выделения и обогащения цис-диолсодержащих соединений .. Механизм удерживания в основном основан на обратимых ковалентных взаимодействиях между цис-диольные группы и лиганд бороновой кислоты. по сравнению с другими методами аффинной хроматографии, БАС обладает несколькими важными характеристиками,, включая селективность широкого спектра, обратимое ковалентное связывание, связывание/высвобождение, регулируемое рН , и быстрая кинетика ассоциации/десорбции. благодаря этим достоинствам, BAC имеет большое значение в различных областях, таких как аффинное разделение,, протеомный анализ, и метаболический анализ..

историческое развитие

историю BAC можно просто разделить на три разных периода: период раннего развития до 1970 г. ,, период формирования подхода 1970–2005 гг. , и период нового развития с 2006 г. .

ПРИНЦИП И ОБЯЗАТЕЛЬНЫЙ PH

Принцип ВАС основан на обратимой ковалентной реакции между цис-диолсодержащими соединениями и лигандами бороновой кислоты.. На рисунке 1 показана общая формула взаимодействия между борной кислотой и цис-диолсодержащим соединением., когда окружающий рН больше чем значение pka борной кислоты, происходит гидролиз борной кислоты,, что приводит к изменению статуса гибридизации с тригональной копланарной формы на тетрагональный боронат-анион (от sp2 до sp3). полученный тетрагональный боронат-анион может реагировать с цис-диолами и образуют пяти- или шестичленные циклические сложные эфиры ., когда рН окружающего раствора меняется на кислый ,, комплекс бороновой кислоты и цис-диола диссоциирует ,, поскольку сила связи между бороновыми кислотами в тригональная форма и соединения, содержащие цис-диол, очень слабы. из-за регулируемой рН обратимой ковалентной реакции, элюирование захваченных аналитов в BAC очень просто, требуется только кислый раствор в качестве элюирующего буфера. альтернатива y, высвобождение захваченных аналитов лигандами борной кислоты может быть реализовано путем добавления избыточных количеств конкурирующих за цис-диол-содержащих молекул, таких как сорбит, в загрузочный буфер.

боронатная аффинная хроматография

фигура 1 схематическая диаграмма, показывающая взаимодействие между бороновыми кислотами и цис-диолсодержащими соединениями .

МЕХАНИЗМ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ И ИЗБИРАТЕЛЬНОСТЬ манипуляции

Селективность является существенной проблемой в BAC ., относительно легко получить хорошую селективность для небольших молекул, содержащих цис-диол ., однако , часто бывает сложной задачей для макромолекул ,, особенно гликопротеинов .. достичь чистого разделения BAC, необходимо четкое понимание механизма взаимодействия. в дополнение к взаимодействию боронатного сродства, четыре вторичных взаимодействия,, включая гидрофобное, ионное, водородное связывание, и координационные взаимодействия, могут происходить в BAC. при определенных условиях, вторичные взаимодействия могут приводить к значительно нежелательному вторичному удерживанию. например, непротонированные амины и карбоксильные группы могут служить донорами электронов и, таким образом, могут координироваться с бороновые кислоты,, которые могут снижать селективность. Набор стратегий для манипулирования селективностью в BAC.. Эти стратегии можно разделить на две категории: выбор или разработка подходящих стационарных фаз и выбор подходящего связывания b Композиция предложений. Стратегии управления селективностью и соответствующей информацией показаны на рисунке 2.

фигура 2 манипулирование селективностью и влияние факторов на эффективность ВАС. зеленые стрелки означают благоприятное взаимодействие, тогда как голубые стрелки означают неблагоприятные взаимодействия. красная стрелка вверх означает, что взаимодействие может быть усилено указанными факторами,, а синие стрелки означают, что взаимодействия могут быть подавлены указанными факторами.

Приложения

хотя БАК появилась еще в 1970 г., БАК не нашла широкого применения до недавнего времени. наиболее важным применением до 2006 г. было селективное выделение гликированного гемоглобина для клинической диагностики сахарного диабета. несколько фундаментальных вопросов, включая селективность,, связывание ph, и аффинность связывания, были хорошо решены благодаря быстрому и глубокому развитию BAC в последние десятилетия., таким образом, BAC находит все более и более важные применения., поэтому далеко, приложения можно разделить на четыре основных аспекта. 1. селективное обогащение малых молекул, содержащих цис-диол; 2. селективное обогащение гликопротеинами; 3. специфическое обнаружение биомаркеров гликопротеиновых заболеваний; 4. селективное обогащение расщепленных гликопептидов.

противодействие биотайма в боронатной аффинной хроматографии

Анализатор глубокого сродства к продукту a1c был недавно представлен компанией xiamen biotime biotechnology co., ltd.,, которая представляет собой систему обнаружения, основанную на технологии отражательного колориметрического анализа., она используется с реагентом гликозилированного гемоглобина (далее называется реагентом), путем измерения концентрации маркера, соответствующего реагенту, в сочетании с лекарством. эталонное значение дает количественные результаты,, обладающие характеристиками точного обнаружения, высокая скорость обнаружения , портативное использование, и т. д.. анализатор affinity a1c в основном состоит из хоста.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И БУДУЩИЕ ПЕРСПЕКТИВЫ

в этой статье дается краткое введение в BAC. здесь мы рассмотрели основной механизм разделения и селективности, используемые в BAC. связывание ph, селективность, и специфичность BAC подробно рассмотрены. понимание механизма взаимодействия полезно для лучшего использования BAC и боронатных аффинных материалов. для дальнейшего развития, мы считаем, что комбинация боронатных лигандов со структурными особенностями будет важным направлением. боронатный аффинный молекулярный импринтинг является примером в этом направлении. мы предвидим, что БАС и боронатные аффинные материалы будут находить все более и более важные применения в будущем.

использованная литература

1. Q. li, C. lu, H. li, Y. liu, H. ван, X. ван, Z. liu, «приготовление монолитной монолитной колонки с гибридным органическим кремнеземом и боратом для специфического улавливания и разделения цис-диолсодержащих соединений», J. chromatogr. A, 1256 , 114–120 (2012) .

2. R.J. carvalho, J. woo, M.R. aires-barros, S.M. cramer, A.M.азеведо, «хроматография на фенилборонате селективно разделяет гликопротеины за счет манипулирования электростатическим, переносом заряда, и взаимодействиями цис-диола», biotechnol. J., 9, 1250–1258 (2014). 3. Z. bie, Y. chen, H. li, R. wu, Z. liu, 'офлайн-дефис экстракции на основе боронатного аффинного монолита с матричной лазерной десорбцией/ионизацией и времяпролетной масс-спектрометрией для эффективного анализа гликопротеинов/гликопептидов', anal. чим. акта, 834, 1–8 (2014).

4. Q. чжан, N. тан, J.W. брок, H.M. моттаз, J.M[ 4) ames, J.W. байнес, R.D. smith, T.O. metz, 'обогащение и анализ неферментативно гликозилированных пептидов : боронатная аффинная хроматография в сочетании с масс-спектрометрией диссоциации с переносом электронов ', J. proteome res., 6, 2323–2330 (2007).

5. H. li, Y. liu, J. liu, Z. liu, 'Боронат типа Вульфа для захвата цис-диола с боронатным сродством соединения в среднекислых условиях pH', chem. common., 47, 8169–8171 (2011).

6. Y. jiang, Y. ma, «Метод быстрого капиллярного электрофореза для разделения и количественного определения модифицированных нуклеозидов в образцах мочи», anal. chem., 81 , 6474–6480 (2009) .

7. X.C. liu, 'борные кислоты как лиганды для аффинной хроматографии', chin. J. chromatogr., 24, 73–80 (2006).

8. H. li, Z. liu, 'последние достижения в монолитной колоночной боронатно-аффинной хроматографии', trac-trend. anal. chem., 37 , 148–161 (2012) .

9. E. bisse, h.wieland, 'сочетание m-аминофенилбороновой кислоты с s-триазин-активированным сефакрилом - использование в аффинной хроматографии гликозилированных гемоглобинов', J. хроматогр. B, 575, 223–228 (1992).

10. D.C. klenk, G.T. Hermanson, R.I. krohn, E.K. fujimoto, А.К. Маллиа, П.К. Смит, Дж.Д. Англия, Х.М. Видмейер, R.R. little, D.E. Гольдштейн, «Определение гликозилированного гемоглобина методом аффинной хроматографии: сравнение с колориметрическими и ионообменными методами, и влияние общих помех» , клин. хим., 28, 2088–2094 (1982).