分享一篇发表在Advanced Science上的文章，题目为“One-Pot Construction of NHS-Activated Magnetic Particles for Chemoselective Capture of Carboxyl Metabolites”，通讯作者是来自药用植物研究所的邹忠梅研究员，她们课题组的主要研究方向是天然产物发现，结构修饰研究，以及基于代谢组学的中药及其复方物质基础及作用机理研究。

磁性材料在简化样品处理和提高检测灵敏度方面展现出巨大潜力，然而，其复杂的制备过程以及相关费用限制了其更广泛的应用。化学选择性探针标记策略在蛋白质组学，基因组学，代谢组学方面具有巨大潜力。将化学探针固定在磁性材料上，即可快速准确的识别复杂基质中的代谢物。在本研究中，作者采用一锅法，方便地合成了表面富含N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）酯的新型磁性颗粒。这是首次明确报道一种从异氰酸酯合成NHS-酯的新方法。简单来说，作者将三种反应物混合反应后离心冻干得到NHS活化的聚脲，然后将纳米粒子（如Fe3O4纳米粒子）引入反应混合物，即可得到NHS活化的聚脲包覆磁性微粒（PMMPs）。

作者首先进行了磁性颗粒合成条件的优化，包括三种反应物的投料比，浓度，反应溶剂，反应时间。然后作者进一步进行了表征，证明了该方法制备简单方便的同时，合成的磁性颗粒均一，且后续偶联化学探针的能力高于市售的磁性微球。

然后作者将合成的磁性微球用带有可裂解键和疏水标签的氨基末端选择性胱胺探针进行修饰，从而制备出磁性化学探针。该探针在HATU和HOBt存在下，可以捕获碳基化合物，然后通过还原二硫键，使分析物偶联物迅速从PMMPs上释放出来。标记过程中分子量增加，使得能够分析小分子量的挥发性羧酸，疏水基团增强了小分子在反相液相色谱（RPLC）上的保留能力。甲酸、乙酸和丙酸在内的9种高极性短链脂肪酸（SCFAs）得到了有效分离，该方法可以在一次分析中同时对包括SCFAs和游离胆汁酸（BAs）在内的羧酸盐代谢物进行分析。

最后，作者使用该方法进行了盲肠内容物样本中SCFAs的分析，共鉴定出20种羧基代谢物，其中包括7种SCFAs、5种胆汁酸以及8种被鉴定为潜在胆汁酸衍生物的同分异构体。对六种SCFAs来说，探针标记衍生化策略的检测灵敏度提高到纳摩尔水平，该方法可以检测到抑郁症模型小鼠中丁酸、戊酸、异戊酸和己酸的含量显著降低。

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总的来说，本文开发了一种一锅法合成NHS活化的PMMPs的方法，且具有高偶联效率和成本效益，该磁性颗粒在偶联各种化学探针后，可以成为分析复杂生物样本的一个实用工具。

本文作者：YDP

责任编辑：LYC

DOI：10.1002/advs.202413830

原文链接：https://doi.org/10.1002/advs.202413830