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糖是一類具有重要生物學(xué)功能的大分子，具有高度復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)。目前，糖的結(jié)構(gòu)解析依賴于傳統(tǒng)的色譜法、質(zhì)譜法和核磁法等結(jié)構(gòu)表征手段。雖然這些方法相對(duì)成熟，但存在檢測(cè)步驟復(fù)雜、無(wú)法實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)等局限性，無(wú)法滿足糖基礎(chǔ)和應(yīng)用科研需求。與另一類生物大分子核酸已實(shí)現(xiàn)高通量測(cè)序相比，糖的結(jié)構(gòu)解析技術(shù)滯后。生物納米孔作為高度敏感的傳感器，應(yīng)用于核酸分子以及多肽測(cè)序，而在糖測(cè)序方向是否可行尚未被證實(shí)。

糖類化學(xué)信息的高效表征是糖結(jié)構(gòu)解析中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。與其他根據(jù)化學(xué)位移或峰強(qiáng)度信息的技術(shù)不同，該研究依據(jù)特征電信號(hào)分析糖分子結(jié)構(gòu)信息，獲得糖分子中特定官能團(tuán)的特征信號(hào)，將分子結(jié)構(gòu)信息與傳感事件產(chǎn)生的特征電信號(hào)直接聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)，特征電信號(hào)能表征單糖分子的特殊結(jié)構(gòu)，并可同時(shí)精確解讀寡糖鏈的聚合度的大小，從多個(gè)維度反映糖分子結(jié)構(gòu)的多方面特征。該工作獲得的糖電信號(hào)指紋圖譜是基于納米孔糖結(jié)構(gòu)鑒定分析的重要一步。同時(shí)，該研究提出了基于納米孔糖測(cè)序的可能路線。隨著對(duì)糖分子更多官能團(tuán)和其他特定結(jié)構(gòu)的鑒定，該團(tuán)隊(duì)逐步完善糖分子指紋圖譜的全方位繪制，建立了基于電信號(hào)的糖指紋圖譜庫(kù)，有望實(shí)現(xiàn)不同于現(xiàn)有技術(shù)路線的高效糖結(jié)構(gòu)表征——納米孔糖測(cè)序。

研究工作得到國(guó)家杰出青年基金、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、上海市糖專項(xiàng)、上海市科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃、上海市啟明星計(jì)劃、上海市自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)的支持。

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