完成单位：中国科学院过程工程研究所

完成人：杨良嵘，邢慧芳，于杰淼，王丽，屈虹男，吴霞，戎猛，孟启宇，郭晨，刘会洲

成果简介：

针对低浓度复杂体系目标物难以快速高效精准可控提取分离的问题，项目组围绕磁性提取技术从功能磁珠结构设计、界面调控、低浓度目标物提取方法等方面开展了创新研究工作。从界面分子水平相互作用机制研究出发，揭示了载体表面传质强化的结构基团调控机理；制备了磁响应快、兼具吸附容量大和吸附速率高的纳微米磁珠；提出了环境响应均一化载体制备策略，构建了核酸适配体耦合环境响应载体强化提取分离过程；开发了高效精准的痕量目标物提取分离技术和产品，建立了快速高效的蛋白分离方法，实现了低浓度复杂体系目标物高效精准可控分离。在CEJ、Talanta、Analyst等期刊发表论文87篇(SCI 62篇)，他引1470次，单篇最高他引223次；授权37项发明专利(1项国际专利)，撰写专著2章。获省部级奖励4项。

创新点及科学价值：

从分子水平揭示了界面基团与目标物离子相互作用机制，获得了结构界面对介质吸附容量及速率的影响规律，通过磁珠结构设计优化，强化界面传质，制备了磁响应快、具有大容量、高速率性能的纳微米磁珠；揭示了环境因素对环境响应高分子相变行为的作用机理，提出将环境响应分子修饰于界面，通过改变外界环境如温度、光、pH等条件调节磁珠界面基团构象变化，进一步控制目标物吸附分离的方法，实现了目标物无污染可控特异性提取分离。基于此开发了一系列磁珠提取试剂盒，实现了痕量低拷贝质粒和微孢子虫DNA等难提取样本的快速精准提取，解决了目前国内外市场产品无法稳定提取用户样本的难题；实现了血液、细菌质粒和基因组的快速准确提取，产品纯度和得率优于国际同行产品；建立了快速高效的蛋白分离方法，实现了复杂母液纳豆激酶的快速、简便的高选择性规模分离。

社会经济效益：

规模制备了磁响应性强、性能稳定、核酸蛋白等分离提取性能好的磁性分离载体，降低了制备成本，在此基础上开发了快速高效精准提取试剂盒以及蛋白规模提取分离技术，应用于全血基因组、痕量低拷贝质粒和微孢子虫DNA等难提取分析的痕量核酸样本提取以及蛋白（纳豆激酶）的规模化高效分离纯化，成果已实施推广到12家企业及研究单位。相关技术成果推广应用在三年内为企业创造利税14,941万元，节支1536万元。

应用前景：

该应用基础研究为化学、材料、生物的前沿基础研究提供了高效的分离检测基础，也为医药领域的规模化检测工作提供了简便高通量的技术方案，更为大健康领域的规模化生产过程设计和实施提供科学理论和方法。