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糖是一類具有重要生物學(xué)功能的大分子，具有高度復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)。目前，糖的結(jié)構(gòu)解析依賴于傳統(tǒng)的色譜法、質(zhì)譜法和核磁法等結(jié)構(gòu)表征手段。雖然這些方法相對成熟，但存在檢測步驟復(fù)雜、無法實時動態(tài)檢測等局限性，無法滿足糖基礎(chǔ)和應(yīng)用科研需求。與另一類生物大分子核酸已實現(xiàn)高通量測序相比，糖的結(jié)構(gòu)解析技術(shù)滯后。生物納米孔作為高度敏感的傳感器，應(yīng)用于核酸分子以及多肽測序，而在糖測序方向是否可行尚未被證實。

糖類化學(xué)信息的高效表征是糖結(jié)構(gòu)解析中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。與其他根據(jù)化學(xué)位移或峰強(qiáng)度信息的技術(shù)不同，該研究依據(jù)特征電信號分析糖分子結(jié)構(gòu)信息，獲得糖分子中特定官能團(tuán)的特征信號，將分子結(jié)構(gòu)信息與傳感事件產(chǎn)生的特征電信號直接聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)，特征電信號能表征單糖分子的特殊結(jié)構(gòu)，并可同時精確解讀寡糖鏈的聚合度的大小，從多個維度反映糖分子結(jié)構(gòu)的多方面特征。該工作獲得的糖電信號指紋圖譜是基于納米孔糖結(jié)構(gòu)鑒定分析的重要一步。同時，該研究提出了基于納米孔糖測序的可能路線。隨著對糖分子更多官能團(tuán)和其他特定結(jié)構(gòu)的鑒定，該團(tuán)隊逐步完善糖分子指紋圖譜的全方位繪制，建立了基于電信號的糖指紋圖譜庫，有望實現(xiàn)不同于現(xiàn)有技術(shù)路線的高效糖結(jié)構(gòu)表征——納米孔糖測序。

研究工作得到國家杰出青年基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會、上海市糖專項、上海市科技創(chuàng)新行動計劃、上海市啟明星計劃、上海市自然科學(xué)基金、國家重點實驗室計劃、國家重點研發(fā)計劃和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項的支持。

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