am|壳聚糖水凝胶涂层《AM》：控制自动原位阵列合成的表面润湿性蛋白质

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【摘要】
在玻璃表面原位合成用于直接生物筛选的生物分子可以成为制药科学、生物材料和化学生物学领域的有力工具。然而， 1) 在具有小特征尺寸和高产率的玻璃表面上实现这种传统的多步组合合成和 2)开发与固相合成以及随后的生物筛选兼容的表面仍然具有挑战性。
最近，德累斯顿工业大学Yixin Zhang教授团队报告了玻璃表面的两亲涂层，极性非质子有机溶剂的小液滴可以以增强的接触角和抑制运动沉积在其上，从而允许小分子化合物和肽的全自动多轮组合合成。这种两亲性涂层可以转换成亲水网络，用于基于蛋白质和细胞的筛选。采用这种原位合成方法，可以通过阵列技术以前所未有的速度探测化学空间，用于各种应用，例如药物化学和生物材料开发中的先导发现/优化。相关论文以题为Controlling Surface Wettability for Automated In Situ Array Synthesis and Direct Bioscreening发表在《Advanced Materials》上。
【主图导读】
将不同长度的脂质链引入水凝胶涂层可以改变其两亲性，从而调整表面上打印液滴的 θ（如后所示）。如图 1B、C 所示，壳聚糖水凝胶涂层是在玻璃表面合成的。通过用琥珀酸酐处理氨基硅烷化的载玻片，将氨基官能化的表面转化为羧酸官能化的表面。用 N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺/N-羟基琥珀酰亚胺 (EDC/NHS) 活化羧基后，通过将玻璃表面的羧基与壳聚糖 (G1) 的氨基交联，加入壳聚糖以形成水凝胶涂层。
图1 玻璃表面的两亲涂层，对有机溶剂具有可切换的润湿性。
【am|壳聚糖水凝胶涂层《AM》：控制自动原位阵列合成的表面润湿性】
图2 环丁砜/DMSO (6:4) 混合物在不同壳聚糖涂层表面上的表面润湿性。随着脂质链修饰长度的增加，润湿性降低。没有脂质修饰和通过酯键水解的脂质链裂解都表现出良好的溶剂润湿性。
图3 G4 表面上的多组分 Ugi 反应。
图4 全自动肽合成。
图5 使用压电喷墨打印合成高密度肽阵列。合成了不同密度的生物素-G7O（红色，用 DL633-NA 染色）和荧光素-G7O（蓝色）阵列。
图6 肽阵列上的蛋白质结合和表位作图。
【总结】
该研究中生成的各种表面的特征。用壳聚糖水凝胶涂覆玻璃表面可以增加后续合成的配体浓度（G1 和 G2），而亲水涂层可以为开发生化和细胞粘附试验提供合适的环境。然而，涂层并没有改变玻璃对极性非质子溶剂的高表面润湿性。当在涂层（G3-G6）中引入脂质链时，它显着降低了对水和肽合成和组合化学中最常用的极性非质子溶剂（DMF、DMSO 和环丁砜）的润湿性。液滴可以沉积在表面上而不会扩散。此外，尽管润湿性降低和 θ 增加，但液滴仍然对两亲表面具有足够的结合能，因此即使液滴非常接近（图 5）或滑动倾斜到 90° 时，也可以防止不希望的液滴运动和融合.亲脂性修饰会导致许多蛋白质的非特异性吸收。对于许多生化分析，有必要将表面转换为亲水状态。由此产生的 G7 表面对极性非质子溶剂和水都表现出高润湿性，这使其成为生物分析的理想仿生水凝胶涂层。
参考文献：
doi.org/10.1002/adma.202102349
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