2002年化学科学重大进展（续）(上接第41期A15页)五、碳水化合物碳水化合物芯片 美国哥伦比亚大学的研究人员开发了1种基于碳水化合物的微阵
美国哥伦比亚大学的研究人员开发了1种基于碳水化合物的微阵列，用以研究碳水化合物调制的分子识别和抗感染响应。研究人员使用原设计用于定位DNA的装置，将碳水化合物抗原转移到涂敷硝化纤维素的玻璃表面形成阵列。较宽分子量范围的多聚糖无需化学结合即可被固定，但固定效率与分子量有关，较大分子量的多聚糖保留率较高。固定后的多聚糖仍保持其抗原性质。这种阵列可以检测少至几微升人体血清中的抗体。一个微阵列大约可印记2万种抗原点，足以囊括大多数已知人体微生物病原体及与肿瘤相关的抗原。该技术可以用于开发包括艾滋病病毒（HIV）在内的传染疾病生物芯片。[Nat.Biotechnol.,20,275(2002);C&EN,March 11, page 40]调节细胞响应的化学工具美国威斯康星大学的研究人员报道了一系列具有识别功能的多化合价碳水化合物配合物。该配合物不仅可以通过免疫系统的B细胞控制抗体产量，而且可以控制细菌沿试剂或营养梯度迁移。研究人员采用开环易位聚合技术合成了可以控制细胞趋化现象的多化合价碳水化合物，并对细胞受体通过该配合物放大低级信号的机理做了阐述。这项工作对异种移植（将动物器官移植到器官受损的人体内）非常有意义。移植到人体内的器官常常因为人体“anti-Gal”抗体识别到动物器官“Gal”抗原后遭到破坏。由于该配体仅抑制或加强“anti-Gal”抗体的产生，而非针对所有的抗体，这使异种移植更易于实施。另外，连接到细胞表面受体上的小分子还调节其他过程。例如，细菌可以沿着试剂或营养梯度迁移（该过程称为趋化现象）。人们由此可以研发可抑制趋化现象使细菌难以获得食物而死亡的新型抗生素。[Nature, 415, 81 (2002); C&EN, Jan. 21, page 40]表面抗菌处理技术 美国纽约一个研究小组开发出1种对布料和纸张等碳水化合物材料进行表面抗菌处理的技术。该技术有望用于抗菌面料和创伤敷料。 该技术对碳水化合物材料表面抗菌处理步骤如下：首先通过甲苯磺酰化将材料表面激活；然后用带亲脂性烷烃链的三乙基二胺(DABCO)通过反应取代甲苯磺酰基团固定到材料表面。将烷基化DABCO表面处理后的五元碳水化合物材料，暴露于3种革兰氏阳性细菌（包括葡萄状球菌）和4种革兰氏阴性细菌（包括埃希氏菌属大肠杆菌）环境。结果表明经含C10、 C12和 C18碳烷基基团的DABCO处理的表面，可有效地抵抗革兰氏阳性菌，但不能抵抗革兰氏阴性菌。C16碳烷基化的DABCO则可有效地抵抗以上两类细菌。该技术可用于服装和纸张抗菌处理，不需其他试剂，且洗涤过程中不会被清除。该研究小组已对这项技术申请专利。另外，最近麻省理工学院（MIT）的研究人员发现，烷基化聚乙烯亚胺可用于玻璃，甚至氧化铁纳米粒子表面抗菌处理。MIT和Northeastern集团已对这种抗菌技术申请专利。关于这方面的报道始见于2001年，报道中研究人员证实：N-烷基化聚(4-乙烯基吡啶)（N-烷基化PVP）共价连接到玻璃表面，可以杀死表面上最主要的两种细菌——革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌。其中，N-烷基链中碳单元数目为3～8的N-烷基化PVP最为有效。N-己基PVP处理的玻璃表面可以杀死野生型和对抗生素有抵抗性的细菌，在商用聚乙烯、聚丙烯、尼龙以及PET塑料的表面上也同样有效。 以上3种表面抗菌处理技术都不会引起细菌抗药性的增加。这些技术的实用化，将带给人们一个更清洁、安全的生活空间。[Carbohydr.Res., published online Oct.8,; C&EN, June 10, page 36]肝磷脂和类肝素硫酸寡糖分离新技术 MIT的研究人员使用高压液相色谱-质谱（HPLC-MS）联谱技术对
MIT的研究人员使用高压液相色谱-质谱（HPLC-MS）联谱技术对肝磷脂和类肝素硫酸寡糖进行了分离分析。该技术可以分离含有40个糖元的肝磷脂和类肝素硫酸寡糖，是此前分离的最大链长的3～4倍。此前，人们最多可以分离含有12个糖元的肝磷脂和类肝素硫酸寡糖。具有高荷电的生物多醣肝磷脂和类肝素硫酸作为抗凝血剂用于临床治疗已有几十年。但是由于难纯化，对其结构、作用机理及其结构-活性关系的研究十分困难。新的分离分析技术将使这项工作大大简化。研究人员采用反相高压液相色谱(RP-HPLC)和电喷雾质谱(ESI-MS)联谱技术对类肝素硫酸前驱物进行分离分析。这是研究人员首次利用联谱手段对肝磷脂和类肝素硫酸寡糖进行分离分析。目前，对寡糖的分析主要用矩阵激光解吸附/离子化质谱，但该技术不能直接对高压液相色谱分离的样品进行分析。为此，Rosenberg等人使用挥发性脂族胺离子配对试剂，通过RP-HPLC分离寡糖，然后直接进行ESI-MS分析。离子配对试剂可中和寡糖所带电荷，使其变得憎水从而可使用RP柱分离。进入MS室后，挥发性离子配对试剂蒸发，从而可对寡糖直接进行ESI-MS分析。该项技术将有助于研究人员发现至今仍未研究清楚的、与肝磷脂和类肝素硫酸的生物活性相关的关键结构性因素。 [J. Am. Chem. Soc., 124, 8707 (2002); C&EN, July 8, page 7]（包佳琨 编译）（未完待续）