在科技部、国家自然科学基金委、中国科学院和化学所的支持下，中科院化学所活体分析化学院重点实验室生物色谱组的科研人员经过一系列的聚合物整体介质合成制备的探索性研究，利用聚合物整体介质的快速传质和比表面积大的优势，在其表面实现了蛋白酶的高效固定，并采用此类新型聚合物整体介质酶反应器开展了蛋白的酶解研究，将酶解效率提高了300倍（Journal of Materials Chemistry, 2009, 19, 767-772；Analytica Chimica Acta, 2011, 692, 131-137；Journal of Materials Chemistry B, 2013, 1, 2260-2267）。

                  

图1 基于聚合物整体介质的蛋白酶固定化及其酶反应动力学研究

他们又进一步在毛细管中制备了聚合物整体介质氨基酸酶固定化反应器，建立了一系列基于氨基酸CE/MCE手性分离的酶反应动力学研究新方法，大幅提高了酶解效率；在此基础上，开展了与疾病相关的氨基酸酶的酶抑制剂筛选研究；还结合活体取样技术，探索了大鼠肾缺血前后的氨基酸酶的活性变化规律（Analytica Chimica Acta, 2011, 691, 103-109；Amino Acids, 2012, 42, 337-342；Electrophoresis, 2013, 34, 409-416）。这些方法为发展基于氨基酸酶的抗癌药物的开发及发展在不同生理病理条件下活体内氨基酸、氨基酸酶的代谢及代谢规律研究新方法方面具有重要的意义。这些基于蛋白质及手性氨基酸分析的生物色谱新方法研究还获得了2012年度中国分析测试协会科学技术奖一等奖。

 

  图2 基于聚合物整体介质的氨基酸酶固定化及其酶反应动力学研究