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近日，中科院重慶研究院在固態(tài)納米孔技術(shù)研究領(lǐng)域取得系列關(guān)鍵進(jìn)展，相關(guān)成果發(fā)表于《Chem. Eng. J.》、《Talanta》、《Adv. Colloid Interf. Sci.》等國(guó)際學(xué)術(shù)期刊。

在整合素研究中，我們利用納米孔傳感器首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)整合素單分子構(gòu)象的表征和調(diào)控。發(fā)現(xiàn)整合素αLβ2在納米孔中存在兩種轉(zhuǎn)運(yùn)取向，αVβ3則為單一取向，且二者在250 mV時(shí)出現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)變閾值。同時(shí)，二價(jià)金屬離子能顯著調(diào)制整合素構(gòu)象，如Ca²⁺激活的整合素αLβ2幾何尺寸最大。此外，寡肽cRGD及其衍生物與αVβ3特異性結(jié)合，這一成果為理解細(xì)胞行為和靶向治療提供重要參考。(Characterization and modulation of the unimolecular conformation of integrins with nanopore sensors., Chem. Eng. J., 2024, 492, 152374.)

在新型固態(tài)納米孔方面，我們制備了一種含有光開關(guān)偶氮苯側(cè)鏈的聚合物（Azo-PMA）納米孔。通過控制介電擊穿方法在Azo-PMA膜上制備出小于2-20 nm的納米孔，這種納米孔具有良好的離子傳輸活性、pH耐受性和光響應(yīng)性，并能在高濃度電解質(zhì)條件下穩(wěn)定工作，展現(xiàn)出低離子電流噪聲。該納米孔可實(shí)現(xiàn)對(duì)核酸和蛋白質(zhì)的單分子分辨，能夠精確檢測(cè)單個(gè)核酸和蛋白質(zhì)分子的特征信號(hào)，在生物分子檢測(cè)領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大潛力，有望大幅提升生物分子檢測(cè)的精度和效率，為生物醫(yī)學(xué)研究提供更為精準(zhǔn)的分析工具。(Azo-PMA nanopores of sub - 20 nm length for unimolecular resolution of nucleic acids and proteins., Talanta, 2025, 285, 127402.)

聚合物和樹枝狀大分子研究方面，我們借助納米孔技術(shù)，研究了合成聚合物和樹狀大分子的單分子構(gòu)象及其在不同偏壓和pH條件下的傳輸特性。研究發(fā)現(xiàn)，PEI的傳輸受pH影響顯著，而中性嵌段共聚物PEO-b-PVP在特定條件下表現(xiàn)出較高的捕獲率。此外，樹狀大分子在中性條件下展現(xiàn)出更伸展的構(gòu)象。這些結(jié)論為理解大分子自組裝和穿孔機(jī)制提供理論依據(jù)。(Single - molecule resolution of the conformation of polymers and dendrimers with solid - state nanopores., Talanta, 2025, 286, 127544.)

另外，我們綜合探討了納米孔器件分類、發(fā)展、應(yīng)用及挑戰(zhàn)，系統(tǒng)總結(jié)其在解析各類合成聚合物和生物大分子結(jié)構(gòu)方面的進(jìn)展，為納米孔技術(shù)在復(fù)雜大分子結(jié)構(gòu)解析領(lǐng)域的研究提供清晰知識(shí)框架和方向指引。(Single - Molecule Resolution of Polymers and Biopolymers with Nanopore Devices, Adv. Colloid Interf. Sci., 2025, 338, 103417.)

李榮潔（重慶大學(xué)）、任美麗（重慶交通大學(xué)）、奇國(guó)棟（東北電力大學(xué)）分別為論文的第一作者，重慶院梁麗媛、重慶大學(xué)潘君及法國(guó)波爾多大學(xué)Didier Astruc分別為論文通訊作者。以上工作得到重慶市杰青項(xiàng)目，中科院西部之光項(xiàng)目的支持。

相關(guān)論文鏈接：

https://doi.org/10.1016/j.cis.2025.103417.

https://doi.org/10.1016/j.talanta.2024.127402;

https://doi.org/10.1016/j.talanta.2025.127544;

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.152374;