面向人民生命健康，疾病的早期诊断和日常监控是疾病治疗的前提和保证。复杂生物体系中糖类化合物的直接检测对疾病临床诊断非常重要。人体尿液作为一种无创、易于获得的生物体是疾病标志物检测与研究的重要样本，如血糖和尿糖浓度是糖尿病诊断的重要临床指标，尿液中过量的核糖是白质脑病（一种由核糖-5-磷酸异构酶缺乏引起的致命疾病）早期诊断的重要指标。然而，由于糖类化合物结构相似，直接检测尿液中的糖类化合物极具挑战性。

　　中国科学院兰州化学物理研究所中科院西北特色植物资源化学重点实验室药物化学成分与分析技术团队，利用超导核磁共振技术（¹⁹F NMR），以含氟苯硼酸为探针分子在尿液中糖类的识别分析研究方面取得系列进展。

　　该团队设计合成了一种基于¹⁹F NMR技术的含氟双苯硼酸探针分子，实现了人体尿液中葡萄糖的高选择性检测，相关成果发表在Analytical Chemistry(2021, 93：7220-7225)上，获中国发明专利授权（ZL202011560515.9）1件。

　　近日，该团队通过基于¹⁹F NMR的探针分子2-氟苯硼酸（2-F-PBA）研究了尿液中核糖的快速和高选择性识别（图1）。研究发现，当2-F-PBA与核糖结合时，在¹⁹F NMR谱中快速生成特征信号，该信号可用作识别核糖的指纹。2-F-PBA是一种适于在生理条件下测定核糖的¹⁹F NMR探针分子，具有高选择性和较强的抗干扰能力。当2-F-PBA用于测定人尿液中的核糖时，不需要样品预处理。在确定的19F NMR检测条件下如400 MHz、512次扫描、约12分钟的检测限达到78 μM，可满足实际应用的需要。因此，基于¹⁹F NMR的探针分子2-F-PBA具有无创诊断白质脑病的潜力。

图1. ¹⁹F NMR的2-F-PBA探针分子高选择性地识别核糖

　　该研究工作以“Rapid and selective ¹⁹F NMR-based sensor for fingerprint identification of ribose”为题发表在Analytical Chemistry(2022, 94：11564-11572)上，并入选封面文章（图2）。兰州化物所高旭东工程师（在职博士）为论文第一作者，兰州化物所师彦平研究员和西北师范大学杜新贞教授为共同通讯作者。

　　以上研究工作得到了国家自然科学基金等项目的支持。

图2. Analytical Chemistry封面