具有优异防污性能的树突状两性寡肽的设计，用于在多种复杂生物流体中的电化学检测

《Analytical Chemistry》：Design of Dendritic Zwitterionic Oligopeptides with Superior Antifouling Capability for Electrochemical Detection in Diverse Complex Biological Fluids

抗生物膜电化学传感器研究：树枝状两性离子多肽通过增强氢键网络提升复杂生物流体抗污染性能，实现唾液中CRP检测准确度与ELISA相当。

　　

电化学生物传感器常常会受到复杂生物流体中非特异性吸附的影响而性能下降。尽管两性离子肽（ZIPs）通过形成水化层表现出优异的防污性能，但传统的线性ZIPs存在一个严重问题：在动态复杂条件下，由于其较长的偶极矩、局部电荷以及构象灵活性，水化层容易变得不稳定。为了解决这些问题，我们设计了一种新型的树枝状两性离子寡肽，其结构具有三维分支特性，通过在半胱氨酸（C）核心周围交替排列谷氨酸（E）和赖氨酸（K）残基来构建 [例如，EK(E)CE(K)K]，这与传统的线性ZIPs（CEKEKEK）有所不同。对比实验表明，这种树枝状ZIPs在接触人体唾液、汗液甚至血液时，其亲水性和防污性能明显优于线性CEKEKEK。分子动力学模拟显示，线性CEKEKEK寡肽在多肽末端具有2个分子内氢键，这使得中间部分的肽键暴露在外，导致局部电荷分布不均且水化层不稳定；而树枝状EK(E)CE(K)K寡肽则形成了8个分子内氢键，降低了?COOH与?NH₂基团之间的偶极矩，同时保持了较高的构象稳定性，从而在生理条件下能够形成更强的水化层。基于这种设计，我们成功开发了一种基于树枝状ZIPs的防污电化学生物传感器，用于检测唾液中的C-反应蛋白，其检测精度与ELISA方法相当。这种树枝状结构为提高生物传感器的抗污染能力提供了有效策略，并为下一代生物传感器在复杂生物环境中的应用带来了重大进展。