中国地质大学（武汉）夏帆教授课题组报道纳米孔道截然不同的功能元素：外表面功能分子抗干扰，内表面功能分子离子门控

在生命体内，生物蛋白通道是一种纳米孔道，负责生物分子、离子等物质传输，对于生命过程至关重要。科学家提取或仿生制备纳米孔道，通过修饰功能分子，用于调控离子传输，在核酸测序、单分子事件探测、智能传感器和能量传递/存储等方面具有重要意义。然而，在前期工作中，几乎所有的工作都集中在孔道内表面功能分子，而忽略孔道外表面功能分子的贡献。近年来，理论计算预测了外表面探针对于离子门控效率具有一定的贡献。在最新的工作中，中国地质大学（武汉）的夏帆教授（点击查看介绍）首次通过实验证实了外表面功能探针对于内表面功能探针离子门控产生的协同增强效果（Nat. Commun., 2018, 9, 40)。但这项工作中，内/外表面功能分子在空间区域上没有实现明确的区分。同时，外表面功能分子还限制在离子门控的单一功能。

基于此，夏帆教授课题组在Nature Communications 杂志发表了研究论文，通过对孔道外表面和内表面分层物理沉积，实现了外表面和内表面功能分子在空间上的精确分离。内表面功能分子用来调控离子传输，外表面功能分子（疏水或带电分子）用来阻碍干扰分子进入纳米孔道，降低在复杂体系中离子门控的错误信号。他们进一步用雷达图，通过多因素综合评价了外表面功能分子的抗干扰性能。

图1.（a）传统纳米孔道内表面和外表面功能分子作为整体，实现的离子门控为单一功能；（b）本文纳米孔道内表面功能分子实现离子门控，外表面功能分子用作抗干扰；（c）雷达图综合评估外表面功能分子（疏水、正电和负电外表面功能分子）的抗干扰性能。

中国地质大学（武汉）的高鹏程教授和学生马群为论文的共同第一作者，夏帆教授为论文的通讯作者。该研究工作得到国家重点研发计划（2017YFA0208000, 2016YFF0100800）、国家自然科学基金（21525523, 21722507, 21574048, 21605053, 21874121, 21802130）等项目的资助。

该论文作者为：Pengcheng Gao, Qun Ma, Defang Ding, Dagui Wang, Xiaoding Lou, Tianyou Zhai, Fan Xia

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Distinct functional elements for outer-surface anti-interference and inner-wall ion gating of nanochannels

Nat. Commun., 2018, DOI: 10.1038/s41467-018-06873-z

导师介绍

夏帆

http://www.x-mol.com/university/faculty/50061