Solvent-Modulated Orthogonal Release from Covalent Organic Frameworks Enables Sequential Multiomics Enrichment
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Le résumé fourni par la source
The efficient integration of genomics, transcriptomics, and proteomics in liquid biopsy is currently impeded by the lack of materials capable of simultaneous capture and stepwise separation of nucleic acids and proteins. To bridge this gap, we designed a series of covalent organic frameworks (COFs) with tunable pore characteristics, thereby identifying a specific pore size of 3.9 nm that maximizes the affinity for both single-stranded DNA and proteins. Mechanistic investigations, integrating isothermal titration calorimetry (ITC) and molecular dynamics (MD) simulations, revealed that whereas ssDNA adsorption is predominantly entropy-driven, protein binding is driven by entropy-enthalpy synergy. This distinct thermodynamic signature results in a substantial affinity difference between strongly bound proteins and weakly bound nucleic acids. Leveraging this mechanistic insight, we established a solvent-mediated strategy for orthogonal release: by precisely tuning solvent polarity and zeta potential, we achieved mild, sequential desorption of nucleic acids and proteins from a single interface. This mechanistically guided COF platform was successfully applied to urine samples, demonstrating superior performance in the high-fidelity enrichment of low-abundance cell-free DNA, cell-free RNA, and proteins, thus offering a versatile solution for comprehensive multiomics profiling.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Solvent-Modulated Orthogonal Release from Covalent Organic Frameworks Enables Sequential Multiomics Enrichment
- Date Crossref
- 26/05/2026
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Ministry of Education of the People's Republic of China pays non établi dans la noticeOrganisme public
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Wuhan University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Zhongnan Hospital of Wuhan University pays non établi dans la noticeÉtablissement de santé
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Minzu University of China pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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College of Chemistry and Molecular Sciences Key Laboratory of Biomedical Polymers-Ministry of Education pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Department of Laboratory Medicine pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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School of Pharmaceutical Sciences pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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South-Central Minzu University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
Ministry of Education of the People's Republic of China, Wuhan University et Zhongnan Hospital of Wuhan University, avec 5 autres affiliations.
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