Hybrid aptamer-molecularly imprinted polymer (AptaMIP) nanoparticles selective for the antibiotic moxifloxacin
Hybrid aptamer-molecularly imprinted polymer (AptaMIP) nanoparticles selective for the antibiotic moxifloxacin
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对抗生素莫西沙星具有选择性的混合适体分子印迹聚合物（AptaMIP）纳米颗粒
DOI：
10.1039/d1py00607j
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发表时间：
2021
影响因子：
4.6
通讯作者：
Sullivan M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sullivan M
修饰胸腺嘧啶碱基，每个碱基在5位含有一个可聚合基团（羧甲基乙烯基或丙烯酰胺），已被多次合并到适体序列中，使该序列成为适体-分子印迹聚合物（MIP）混合纳米颗粒（aptaMIP NP）系统中的关键识别元件，用于抗生素莫西沙星的分子识别。这些材料结合了适配体的识别特性和MIP的健壮性和稳定性，提供了“两全其美”的方法。两种aptaMIP纳米粒子的结合亲和力和选择性都比传统的MIP纳米粒子（nanoMIP）高10倍，羧基aptaMIP、丙烯酰胺aptaMIP和nanoMIP的KD值分别为3.65 ×±0.9 nM、5.72±0.6 nM和48.60±7.0 nM；与未功能化适配体相比，亲和性提高了100倍（0.325±0.16 μM），对模板抗生素具有良好的选择性。当应用于传感器平台（表面等离子体共振）时，基于aptaMIP纳米粒子的检测限比纳米omip低约三倍（羧基aptaMIP和丙烯酰胺aptaMIP分别为0.51 nM和0.56 nM） （1.4 nM）。将适配体作为“宏观单体”引入到印迹聚合物支架中是一种很有前途的策略，可以显著改善杂交材料的两种组分（适配体和MIP）的性能。这些杂化聚合物，承载核酸识别材料提供了一个强大的工具，强大的高亲和力选择性分子识别。
Modified thymine bases, each containing a polymerizable group (either carboxymethylvinyl or acrylamide) at the 5-position, have been incorporated multiple times into an aptamer sequence allowing the sequence to act as the key recognition element in an aptamer-molecularly imprinted polymer (MIP) hybrid nanoparticle (aptaMIP NP) system for the molecular recognition of the antibiotic moxifloxacin. These materials combine the recognition properties of an aptamer, with the robustness and stability of a MIP, offering a “best-of-both-worlds” approach. Both aptaMIP nanoparticles offer 10-fold superior binding affinity and selectivity over conventional MIP nanoparticles (nanoMIPs), with KD values of 3.65 × ±0.9 nM, 5.72 ± 0.6 nM and 48.60 ± 7.0 nM for the carboxy aptaMIP, acrylamide aptaMIP and nanoMIP, respectively; and 100-fold superior affinity compared to the unfunctionalized aptamer only (0.325 ± 0.16 μM), all with excellent selectivity for the template antibiotic. When applied to a sensor platform (Surface Plasmon Resonance), the limit of detection based on the aptaMIP nanoparticles was approximately three-fold lower (0.51 nM and 0.56 nM for the carboxy aptaMIP and acrylamide aptaMIP, respectively) compared to the nanoMIP (1.4 nM). The introduction of the aptamer as a “macro-monomer” into the imprinted polymer scaffold is a promising strategy for significantly improving the properties of both components of the hybrid material (aptamer and MIP). These hybrid polymers, bearing nucleic acid recognition materials offer a powerful tool for robust high affinity selective molecular recognition.
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