新闻 | 中性分子也会“带电”？美研团队颠覆传统生化认知
一项由马萨诸塞大学阿默斯特分校团队主导的研究，彻底颠覆了科学界对某类聚合物的长期认知：原本被认为“电性中立”的多聚两性离子（polyzwitterions），在电场中竟会表现出类似带电粒子的迁移行为。研究成果发表在《Nature Communications》，为蛋白质与碳水化合物的分析鉴定、药物递送乃至更多生物医学应用打开全新可能。
研究由该校高分子科学与工程专业研究生 Yeseul Lee 与资深作者、Wilmer D. Barrett 讲席教授 Murugappan Muthukumar 共同完成。
中性聚合物竟像带电？经典假设被推翻
多聚两性离子由“带正电与带负电的基团同时存在但整体呈中性”的两性离子单元构成，按传统观点，它们不应在电场中移动。然而，研究团队利用单分子电泳技术发现：
PSBMA 表现得像带负电
PMPC 表现得像带正电
也就是说，本应毫无反应的中性分子，在电场中竟然“站了队”。
Lee 解释说：“我的研究关注蛋白质与氨基酸的行为，它们是生物高分子的基本构件。在细胞这个拥挤环境里，了解分子如何移动、如何互相沟通至关重要。”
为何中性分子会移动？关键在“隐藏的电荷”
团队进一步揭示了背后的机制：
多聚两性离子的结构像一根“肋骨”，其中一端带正或负电，而另一端靠近聚合物主链。研究显示：
PSBMA 的负电端处于肋骨“尖端”
PMPC 的正电端处于“尖端”
另一端的电荷因靠近主链而被削弱，几乎“隐藏”
因此，在电场作用下，真正影响运动方向的，是“肋骨尖端”的电荷。
第二项突破：细胞内的电场并不均匀
科学界普遍认为，包围生物大分子的细胞内电解质环境具有统一的介电常数，意味着各电荷受到的削弱程度相同。然而研究却发现：
正负电荷周围的局部介电常数不相同
靠近聚合物主链的区域介电常数显著更低
越远离主链、越靠近“尖端”，介电常数越高
这意味着细胞内部的微观电场比过去想象的更复杂，分子间的作用远非统一规则可描述。
Muthukumar 表示：“这是对生化基本力学的新贡献。过去没人知道介电常数会随着离聚合物骨架的距离而变化，而我们不仅观察到了，还定量揭示了后果。”
推动蛋白质研究与精准医疗的新基础
中性分子竟能像带电一样行动，这一发现对理解蛋白质的组装、移动以及相互作用提出了全新视角。研究团队指出，这将显著促进以下领域的发展：
疾病早期检测
精准药物递送
蛋白质与糖类的分析鉴定技术
生物分子筛选与分离
本研究由美国国家科学基金会（NSF）与空军科学研究办公室（AFOSR）资助。
故事来源：
网络收集
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新闻 | 中性分子也会“带电”？美研团队颠覆传统生化认知
一项由马萨诸塞大学阿默斯特分校团队主导的研究，彻底颠覆了科学界对某类聚合物的长期认知：原本被认为“电性中立”的多聚两性离子（polyzwitterions），在电场中竟会表现出类似带电粒子的迁移行为。研究成果发表在《Nature Communications》，为蛋白质与碳水化合物的分析鉴定、药物递送乃至更多生物医学应用打开全新可能。
研究由该校高分子科学与工程专业研究生 Yeseul Lee 与资深作者、Wilmer D. Barrett 讲席教授 Murugappan Muthukumar 共同完成。
中性聚合物竟像带电？经典假设被推翻
多聚两性离子由“带正电与带负电的基团同时存在但整体呈中性”的两性离子单元构成，按传统观点，它们不应在电场中移动。然而，研究团队利用单分子电泳技术发现：
PSBMA 表现得像带负电
PMPC 表现得像带正电
也就是说，本应毫无反应的中性分子，在电场中竟然“站了队”。
Lee 解释说：“我的研究关注蛋白质与氨基酸的行为，它们是生物高分子的基本构件。在细胞这个拥挤环境里，了解分子如何移动、如何互相沟通至关重要。”
为何中性分子会移动？关键在“隐藏的电荷”
团队进一步揭示了背后的机制：
多聚两性离子的结构像一根“肋骨”，其中一端带正或负电，而另一端靠近聚合物主链。研究显示：
PSBMA 的负电端处于肋骨“尖端”
PMPC 的正电端处于“尖端”
另一端的电荷因靠近主链而被削弱，几乎“隐藏”
因此，在电场作用下，真正影响运动方向的，是“肋骨尖端”的电荷。
第二项突破：细胞内的电场并不均匀
科学界普遍认为，包围生物大分子的细胞内电解质环境具有统一的介电常数，意味着各电荷受到的削弱程度相同。然而研究却发现：
正负电荷周围的局部介电常数不相同
靠近聚合物主链的区域介电常数显著更低
越远离主链、越靠近“尖端”，介电常数越高
这意味着细胞内部的微观电场比过去想象的更复杂，分子间的作用远非统一规则可描述。
Muthukumar 表示：“这是对生化基本力学的新贡献。过去没人知道介电常数会随着离聚合物骨架的距离而变化，而我们不仅观察到了，还定量揭示了后果。”
推动蛋白质研究与精准医疗的新基础
中性分子竟能像带电一样行动，这一发现对理解蛋白质的组装、移动以及相互作用提出了全新视角。研究团队指出，这将显著促进以下领域的发展：
疾病早期检测
精准药物递送
蛋白质与糖类的分析鉴定技术
生物分子筛选与分离
本研究由美国国家科学基金会（NSF）与空军科学研究办公室（AFOSR）资助。
故事来源：
网络收集