CN106975467A - 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用 - Google Patents

一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用 Download PDF

Info

Publication number
CN106975467A
CN106975467A CN201710236320.0A CN201710236320A CN106975467A CN 106975467 A CN106975467 A CN 106975467A CN 201710236320 A CN201710236320 A CN 201710236320A CN 106975467 A CN106975467 A CN 106975467A
Authority
CN
China
Prior art keywords
ionic liquid
glycopeptide
nano material
magnetic
magnetic nano
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710236320.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106975467B (zh
Inventor
钱小红
张养军
焦丰龙
高方园
王和平
吕雅瑶
吴琼
夏朝双
余谦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Academy of Military Medical Sciences AMMS of PLA
Original Assignee
BEIJING PROTEOME RESEARCH CENTER
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING PROTEOME RESEARCH CENTER filed Critical BEIJING PROTEOME RESEARCH CENTER
Priority to CN201710236320.0A priority Critical patent/CN106975467B/zh
Publication of CN106975467A publication Critical patent/CN106975467A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106975467B publication Critical patent/CN106975467B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D15/00Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • B01D15/08Selective adsorption, e.g. chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/06Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising oxides or hydroxides of metals not provided for in group B01J20/04
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28009Magnetic properties
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F299/00Macromolecular compounds obtained by interreacting polymers involving only carbon-to-carbon unsaturated bond reactions, in the absence of non-macromolecular monomers
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40Concentrating samples
    • G01N1/405Concentrating samples by adsorption or absorption

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用。该表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料由磁性纳米颗粒、包覆在所述磁性纳米颗粒表面的二氧化硅层和通过在所述二氧化硅层的表面修饰末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂以沉淀聚合的方式聚合在所述二氧化硅层表面的亲水性离子液体层组成。本发明通过沉淀聚合的方法,在磁性纳米颗粒表面聚合了离子液体;材料合成方法简单、清洁、快速;通过聚合的离子液体与糖肽的亲水相互作用及静电相互作用,实现对糖肽高效地选择性富集;糖肽富集效果好,可以实现低浓度人血清白蛋白(如IgG)中糖肽的富集检测。

Description

一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与 应用
技术领域
本发明属于功能化磁性纳米材料技术领域,尤其涉及一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用。
背景技术
蛋白质糖基化是一种常见的蛋白质翻译后修饰,与多种生命活动密切相关。目前针对糖蛋白的研究方法主要是先将糖蛋白酶切成肽段,再通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)或液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)进行分析。由于复杂生物样本中糖蛋白含量低,在质谱分析中,同时存在高丰度的非糖基化肽段的信号抑制和干扰。因此,对糖肽进行选择性富集分离,是开展糖蛋白研究的关键。
目前针对糖肽富集的方法主要有:凝集素亲和色谱法、硼酸亲和色谱法、酰肼化学法和亲水相互作用色谱法。其中,凝集素亲和色谱法特异性高,无法实现多种糖链结构的糖肽富集;酰肼化学法富集过程会对糖链造成破坏,无法得到完成的糖链信息;硼酸与糖链的相互作用力较弱,对复杂样品中糖肽富集效率有限。而亲水相互作用色谱法由于其操作简单,并且能保留完整的糖链信息,在糖蛋白研究中具有巨大的应用前景。然而,采用亲水相互作用色谱法对糖肽进行富集时所使用的亲水材料通常为表面修饰亲水基团层的纳米材料,存在选择性有限,灵敏度低等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用。
本发明提供了一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料,它由磁性纳米颗粒、包覆在所述磁性纳米颗粒表面的二氧化硅层和通过在所述二氧化硅层的表面修饰末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂以沉淀聚合的方式聚合在所述二氧化硅层表面的亲水性离子液体层组成。
上述的材料中,所述末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂可为3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯。
上述的材料中,所述亲水性离子液体可为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。
上述的材料中,所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的结构式可如下:
式Ⅰ中,●表示外层包覆二氧化硅层的磁性纳米颗粒;n为10~100之间的正整数。
上述的材料中,所述磁性纳米颗粒的粒径可为20~200nm,如150~200nm。
上述的材料中,所述磁性纳米颗粒可为Fe3O4磁性纳米颗粒,如γ-Fe3O4磁性纳米颗粒。
上述的材料中,所述二氧化硅层的厚度无特殊要求。
本发明还提供了上述任一项所述的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)在磁性纳米颗粒的表面包覆二氧化硅层,得到产物Ⅰ;
(2)在所述产物Ⅰ中二氧化硅层的表面修饰末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂,得到表面修饰有碳碳双键的产物Ⅱ;
(3)在引发剂和交联剂存在的条件下,所述表面修饰有碳碳双键的产物Ⅱ与离子液体进行沉淀聚合,即可得到所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料。
上述的制备方法中,步骤(1)中,所述磁性纳米颗粒可为Fe3O4磁性纳米颗粒,如γ-Fe3O4磁性纳米颗粒。所述γ-Fe3O4磁性纳米颗粒可按照常规方法制备得到,如在六水合三氯化铁的乙二醇溶液中加入无水乙酸钠,得混合液;对所述混合液进行加热,冷却后干燥即可得到所述γ-Fe3O4磁性纳米颗粒。
所述在六水合三氯化铁的乙二醇溶液中,六水合三氯化铁的质量和乙二醇的体积比可为(0.6~3)g:(20~100)mL,具体可为0.675g:30mL;
所述六水合三氯化铁与所述无水乙酸钠的质量比可为(0.6~3):(1.5~7),具体可为0.675:1.8;
所述加热的温度可为200℃,时间可为8~12小时,具体可为8小时。
上述的制备方法中,步骤(1)中,可采用常规的方法在所述磁性纳米颗粒的表面包覆二氧化硅层。在本发明的具体实施例中,通过如下步骤在所述磁性纳米颗粒的表面包覆二氧化硅层:将磁性纳米颗粒分散在由乙醇、水和浓氨水组成的混合液中,经搅拌后加入正硅酸乙酯,继续搅拌反应,即可得到产物Ⅰ。
上述的制备方法中,步骤(2)中,可采用常规的方法在所述二氧化硅层的表面修饰末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂。在本发明的具体实施例中,通过如下步骤在所述二氧化硅层的表面修饰末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂:在氮气的保护条件下,以异丙醇为溶剂,所述产物Ⅰ和所述末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂进行反应,即可得到所述末端带有碳碳双键的产物Ⅱ。
上述的制备方法中,步骤(3)中,所述表面修饰有碳碳双键的产物Ⅱ的质量与所述离子液体的体积比可为(30~50)mg:(50~300)μL,具体可为40mg:(50~300)μL、(30~50)mg:200μL或40mg:200μL。
所述引发剂与所述离子液体的质量比可为1:(10~1000),具体可为1:40;所述引发剂可为偶氮二异丁腈。
所述交联剂与所述离子液体的质量比可为1:(1~5),具体可为1:1;所述交联剂可为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺。
所述沉淀聚合的温度可为85~95℃,具体可为95℃;时间可为1.5~3小时,具体可为1.5小时。
所述沉淀聚合以无水乙腈为溶剂。
本发明也提供了上述任一项所述的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料在富集糖肽中的应用。
本发明进一步提供了利用上述任一项所述的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料对糖进行富集的方法,包括如下步骤:利用所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料吸附糖肽样品中的糖肽,用外加磁场分离吸附有糖肽的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料,即可实现对所述糖肽的富集。
上述的方法中,所述聚合离子液体修饰的磁性纳米材料与所述糖肽样品的质量比可为(10~20):1),具体可为20:1。
所述糖肽样品可以糖肽样品溶液的形式存在;所述溶液的浓度可为1pmol/mL~1mmol/mL,具体可为10pmol/mL~1mmol/mL、10pmol/mL、50pmol/mL或1mmol/mL;
所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的质量和所述糖肽样品溶液的体积比可为20ug:(0.1~5)μL,具体可为20ug:1μL。
上述的方法中,所述吸附的步骤可如下:将糖肽样品和所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料置于富集缓冲溶液中进行震荡孵育。
所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的质量和所述富集缓冲溶液的体积比可为20ug:(50~200)μL,具体可为20ug:50μL。
上述的方法中,所述富集缓冲溶液可为体积比为88:11.9:0.1的无水乙腈、水和三氟乙酸的混合液。
上述的方法中,所述震荡孵育的频率可为1000~1500rpm,具体可为1500rpm;时间可为10~30分钟,具体可为10分钟。
上述的方法中,所述方法在所述吸附之前还包括用富集缓冲液洗涤所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的步骤。所述富集缓冲溶液可为体积比为88:11.9:0.1的无水乙腈、水和三氟乙酸的混合液。
上述的方法中,所述方法在所述分离之后还包括用洗脱液洗涤吸附有糖肽的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料并收集洗脱液的步骤。所述洗脱液可为体积比为30:69.9:0.1的无水乙腈、水和三氟乙酸的混合液。
本发明进一步提供了一种糖肽的分析方法,它包括上述任一项所述的对糖肽进行富集方法以及对富集得到的糖肽进行MALDI-TOF MS分析的步骤。
本发明具有如下有益效果:
(1)通过沉淀聚合的方法,在磁性纳米颗粒表面聚合了离子液体;材料合成方法简单、清洁、快速。
(2)通过聚合的离子液体与糖肽的亲水相互作用及静电相互作用,实现对糖肽高效地选择性富集;糖肽富集效果好,可以实现低浓度人血清白蛋白(如IgG)中糖肽的富集检测。
附图说明
图1为表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的合成路线示意图。
图2为实施例1中合成过程中各产物的透射电镜照片和扫描电镜照片,其中,图2(a)为Fe3O4纳米颗粒的透射电镜图,图2(d)为Fe3O4纳米颗粒的扫描电镜图;图2(b)为Fe3O4@MPS的透射电镜图,图2(e)为Fe3O4@MPS的扫描电镜图;图2(c)为Fe3O4@MPS@PMAC的透射电镜图,图2(f)为Fe3O4@MPS@PMAC的扫描电镜图。
图3为将表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料应用于糖肽的高效富集流程图。
图4为实例1中表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料富集人免疫球蛋白酶解液前后的MALDI-TOF质谱图,其中,图4(a)为富集前的人免疫球蛋白酶解液(1pmol);图4(b)表面聚合离子液体的磁性纳米材料富集后的人免疫球蛋白酶解液(1pmol)。
图5为实施例2中表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料富集不同浓度的人免疫球蛋白酶解液后的MALDI-TOF质谱图,其中,图5(a)为50fmol,图5(b)为10fmol。
图6为实施例3中表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料富集人免疫球蛋白酶解液与牛血清白蛋白酶解液混合液前后的MALDI-TOF质谱图,其中,图6(a)为人免疫球蛋白酶解液与牛血清白蛋白酶解液混合液(1μg);图6(b)为表面聚合离子液体的磁性纳米材料富集后的人免疫球蛋白酶解液与牛血清白蛋白酶解液混合液(1μg)。
具体实施方式
下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明,均为常规方法。
下述实施例中所用的材料、试剂等,如无特殊说明,均可从商业途径得到。
下述实施例中所用的磁性纳米颗粒(γ-Fe3O4)通过如下步骤制备得到:称取0.675g六水合三氯化铁溶解于30mL乙二醇中,超声5min,得到的黄色透明液体,加入1.8g无水乙酸钠,室温下机械搅拌30min,所得溶液转移至Teflon内衬不锈钢高压反应釜,加热至200℃,反应8h后,取出反应釜,冷却后,将所得颗粒用无水乙醇和水清洗3次,50℃干燥过夜得Fe3O4磁性纳米颗粒。所得Fe3O4磁性纳米颗粒的透射电镜图和扫描电镜图如图2所示,粒径约为150~200nm。
人免疫球蛋白及牛血清白蛋白酶解液的配制过程如下:称取1mg人免疫球蛋白或牛血清白蛋白,溶解于1mL 50mM碳酸氢铵溶液中,加入20μL 1mol L-1二硫苏糖醇,37℃变性4h。加入7.2mg碘代乙酰胺,遮光烷基化反应1h后,按照酶与蛋白质质量比1:50加入胰蛋白酶,37℃下酶切12h。酶切结束后,C18SPE柱脱盐,冻干,-20℃保存。
人免疫球蛋白酶解液和牛血清白蛋白酶解液混合液的配制过程如下:将酶切所得的人免疫球蛋白酶解液和牛血清白蛋白酶解液分别用富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)溶解成浓度为1μg/μL的溶液,按体积比1:100配置成人免疫球蛋白酶解液和牛血清白蛋白酶解液混合液(IgG:BSA 1:100,w/w,1μg/μL)。
实施例1、制备表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料并对糖肽进行富集和检测
一、制备表面聚合离子液体的磁性纳米材料
按照图1所示合成路线示意图制备表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料,具体步骤如下:
步骤1:制备二氧化硅包覆的磁性纳米颗粒
将200mg磁性纳米颗粒(γ-Fe3O4,粒径150~200nm)超声分散在200mL乙醇、50mL水和1.5mL浓氨水(28wt%)的混合液中,室温下机械搅拌30min,逐滴加入0.5mL正硅酸乙酯(TEOS),继续搅拌反应12h。所得产物(Fe3O4@SiO2)分别用乙醇和水清洗3次。
步骤2:采用MPS在二氧化硅包覆的磁性纳米颗粒表面修饰碳碳双键
将步骤1所得产物用异丙醇清洗3次后,超声分散于50mL异丙醇中,在氮气保护条件下,逐滴加入1mL 3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯(MPS),室温下机械搅拌过夜,所得颗粒(Fe3O4@MPS)用乙醇清洗3次。所得颗粒(Fe3O4@MPS)的透射电镜图和扫描电镜图如图2所示。
步骤3:在修饰有碳碳双键的二氧化硅包覆的磁性纳米颗粒的表面聚合离子液体
取60mg步骤2所得颗粒用无水乙腈清洗3次,超声分散于50mL无水乙腈中,加入200μL亲水性离子液体(甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵),200mg N,N’-亚甲基双丙烯酰胺和5mg偶氮二异丁腈,超声混匀后置于95℃油浴锅,30min内加热至沸腾状态,反应持续1.5h后终止,所得产物(Fe3O4@MPS@PMAC)依次用乙醇和水清洗3次。所得产物(Fe3O4@MPS@PMAC)的透射电镜图和扫描电镜图如图2所示。
上述制备得到的表面聚合离子液体的磁性纳米材料的结构式如下:
式Ⅰ中,●表示外层包覆二氧化硅层的磁性纳米颗粒;n为10~100之间的正整数。
二、采用上述表面聚合离子液体的磁性纳米材料对糖肽进行富集和检测
(1)表面聚合离子液体的磁性纳米材料对糖肽富集
按照图3所示流程图对糖肽进行富集和检测,具体步骤如下:
步骤1:称取表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料1mg,超声分散于1mL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)中,然后吸取20μL上述悬浊液,通过外加磁场分离磁性纳米颗粒,并用富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)清洗3次。
步骤2:将上述磁性纳米颗粒(20μg)重悬于50μL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)中,向其中加入1μL(1mmol/mL)人免疫球蛋白酶解液,室温下震荡混合30min,然后在外加磁场作用下,分离磁性纳米颗粒,并用200μL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)充分洗涤3次,将所得磁性纳米颗粒分散于20μL洗脱液(无水乙腈/水/三氟乙酸,30:69.9:0.1,v/v/v)中,室温下震荡孵育(1500rpm)10min,通过外加磁场分离磁性纳米颗粒,取适量(1μL)收集的洗脱液滴加于MALDI靶盘上,待其充分挥发后,滴加适量DHB基质(2,5-二羟基苯甲酸,含1%磷酸,溶于80%乙腈中),挥发结晶后,进行MALDI-TOF MS分析。
通过对比富集前人免疫球蛋白酶解液与富集后洗脱液的MS结果,表明该材料对人免疫球蛋白酶解液中糖基化肽段有特异性的富集效果。未富集时,在人免疫球蛋白酶解液的MALDI质谱图上,仅能鉴定到4条糖基化肽段,并且在分子量范围1000~2000内有大量的高丰度非糖基化肽段信号,而经过材料富集人免疫球蛋白酶解液的MALDI质谱图中,可以鉴定出27条糖基化肽段,同时1000~2000分子量范围内的非糖基化肽段被去除。此结果表明所制备的磁性纳米颗粒对于糖基化肽段有着良好的富集作用(图4)。
实施例2、表面聚合离子液体的磁性纳米材料对糖肽富集灵敏度检测
称取表面聚合离子液体的磁性纳米材料1mg,超声分散于1mL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)中,然后吸取20μL上述悬浊液,通过外加磁场分离磁性纳米颗粒,并用富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)清洗3次。
将上述磁性纳米颗粒(20μg)重悬于50μL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)中,向其中加入1μL(50pmol/mL或10pmol/mL)人免疫球蛋白酶解液,室温下震荡混合30min,然后在外加磁场作用下,分离磁性纳米颗粒,并用200μL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)充分洗涤3次,将所得磁性纳米颗粒分散于20μL洗脱液(无水乙腈/水/三氟乙酸,30:69.9:0.1,v/v/v)中,室温下震荡孵育10min,通过外加磁场分离磁性纳米颗粒,取适量(1μL)收集的洗脱液滴加于MALDI靶盘上,待其充分挥发后,滴加适量DHB基质(2,5-二羟基苯甲酸,含1%磷酸,溶于80%乙腈中),挥发结晶后,进行MALDI-TOF MS分析。
通过对低丰度人免疫球蛋白酶解液进行富集,结果表明该材料对人免疫球蛋白酶解液中糖基化肽段有高灵敏度的富集效果。经过材料富集后,50fmol人免疫球蛋白酶解液的MALDI质谱图中可以鉴定出20条糖基化肽段,当人免疫球蛋白酶解液浓度进一步降低至10fmol时,仍可以从其MALDI质谱图中鉴定到8条糖基化肽段。结果如图5所示,表明所制备的磁性纳米颗粒可以对于糖基化肽段实现高灵敏度富集。
实施例3、表面聚合离子液体的磁性纳米材料对糖肽富集选择性检测
称取表面聚合离子液体的磁性纳米材料1mg,超声分散于1mL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)中,然后吸取20μL上述悬浊液,通过外加磁场分离磁性纳米颗粒,并用富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)清洗3次。
将上述磁性纳米颗粒(20μg)重悬于50μL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)中,向其中加入1μL人免疫球蛋白酶解液和牛血清白蛋白酶解液混合液(IgG:BSA 1:100,w/w,1μg/μL),室温下震荡混合30min,然后在外加磁场作用下,分离磁性纳米颗粒,并用200μL富集缓冲液(无水乙腈/水/三氟乙酸,88:11.9:0.1,v/v/v)充分洗涤3次,将所得磁性纳米颗粒分散于20μL洗脱液(无水乙腈/水/三氟乙酸,30:69.9:0.1,v/v/v)中,室温下震荡孵育10min,通过外加磁场分离磁性纳米颗粒,取适量(1μL)收集的洗脱液滴加于MALDI靶盘上,待其充分挥发后,滴加适量DHB基质(2,5-二羟基苯甲酸,含1%磷酸,溶于80%乙腈中),挥发结晶后,进行MALDI-TOF MS分析。
通过比对富集前后人免疫球蛋白酶解液与牛血清白蛋白酶解液混合液结果,表明该材料对糖基化肽段有高选择性的富集效果。由于牛血清白蛋白中不含糖基化位点,未富集时,受高丰度的牛血清白蛋白酶解产物的信号干扰,在混合酶解液的MALDI质谱图上,无法鉴定到糖基化肽段,并且在分子量范围1000~2000内有大量的高丰度非糖基化肽段信号,而经过材料富集混合酶解液的MALDI质谱图中,可以鉴定出10条糖基化肽段,同时1000~2000分子量范围内的非糖基化肽段被去除。此结果(图6)表明所制备的磁性纳米颗粒对于糖基化肽段有着高选择性的富集效果。

Claims (10)

1.一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料,其特征在于:它由磁性纳米颗粒、包覆在所述磁性纳米颗粒表面的二氧化硅层和通过在所述二氧化硅层的表面修饰末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂以沉淀聚合的方式聚合在所述二氧化硅层表面的亲水性离子液体层组成。
2.根据权利要求1所述的材料,其特征在于:所述末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂为3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯;
所述亲水性离子液体为甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵;
所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的结构式如下:
式Ⅰ中,表示外层包裹二氧化硅层的磁性纳米颗粒;n为10~100之间的正整数。
3.根据权利要求1或2所述的磁性纳米材料,其特征在于:所述磁性纳米颗粒的粒径为20~200nm;和/或,
所述磁性纳米颗粒为Fe3O4磁性纳米颗粒。
4.权利要求1-3中任一项所述的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的制备方法,包括如下步骤:
(1)在磁性纳米颗粒的表面包覆二氧化硅层,得到产物Ⅰ;
(2)在所述产物Ⅰ中二氧化硅层的表面修饰末端带有碳碳双键的硅烷偶联试剂,得到表面修饰有碳碳双键的产物Ⅱ;
(3)在引发剂和交联剂存在的条件下,所述表面修饰有碳碳双键的产物Ⅱ与离子液体进行沉淀聚合,即可得到所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:所述表面修饰有碳碳双键的产物Ⅱ的质量与所述离子液体的体积比为(30~50)mg:(50~300)μL;和/或,
所述引发剂与所述离子液体的质量比为1:(10~1000);所述引发剂为偶氮二异丁腈;和/或,
所述交联剂与所述离子液体的质量比为1:(1~5);所述交联剂为N,N’-亚甲基双丙烯酰胺;和/或,
所述沉淀聚合的温度为85~95℃,时间为1.5~3小时;
所述沉淀聚合以无水乙腈为溶剂。
6.权利要求1-3中任一项所述的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料在富集糖肽中的应用。
7.利用权利要求1-3中任一项所述的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料对糖肽进行富集的方法,包括如下步骤:利用所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料吸附糖肽,用外加磁场分离吸附有糖肽的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料,即可实现对所述糖肽的富集。
8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于:所述聚合离子液体修饰的磁性纳米材料与所述糖肽样品的质量比为(10~20):1;和/或,
所述糖肽样品以糖肽样品溶液的形式存在;所述溶液的浓度为1pmol/mL~1mmol/mL;和/或,
所述吸附的步骤如下:将糖肽样品和所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料置于富集缓冲溶液进行震荡孵育;和/或,
所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的质量和所述富集缓冲溶液的体积比为20ug:(50~200)μL;和/或,
所述富集缓冲溶液为体积比为88:11.9:0.1的无水乙腈、水和三氟乙酸的混合液;和/或,
所述震荡孵育的频率为1000~1500rpm,时间为10~30分钟;和/或,
所述方法在所述吸附之前还包括用富集缓冲液洗涤所述表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料的步骤;所述富集缓冲溶液为体积比为88:11.9:0.1的无水乙腈、水和三氟乙酸的混合液。
9.根据权利要求7或8所述的方法,其特征在于:所述方法在所述分离之后还包括用洗脱液洗涤吸附有糖肽的表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料并收集洗脱液的步骤;所述洗脱液为体积比为30:69.9:0.1的无水乙腈、水和三氟乙酸的混合液。
10.一种糖肽的分析方法,其特征在于:它包括权利要求7-9中任一项所述的对糖肽进行富集的方法以及对富集得到的糖肽进行MALDI-TOF MS分析的步骤。
CN201710236320.0A 2017-04-12 2017-04-12 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用 Active CN106975467B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710236320.0A CN106975467B (zh) 2017-04-12 2017-04-12 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710236320.0A CN106975467B (zh) 2017-04-12 2017-04-12 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106975467A true CN106975467A (zh) 2017-07-25
CN106975467B CN106975467B (zh) 2019-09-27

Family

ID=59345686

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710236320.0A Active CN106975467B (zh) 2017-04-12 2017-04-12 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106975467B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108722374A (zh) * 2018-06-12 2018-11-02 东北林业大学 一种固载型离子液体磁性功能材料及其制备方法
CN109453752A (zh) * 2018-11-30 2019-03-12 重庆大学 一种阳离子型磁性纳米颗粒及其制备方法和应用
CN110779789A (zh) * 2019-11-14 2020-02-11 北京蛋白质组研究中心 一种亲水基团修饰二维磁性纳米材料的制备及其在糖肽规模化富集中的应用
CN111841632A (zh) * 2019-04-26 2020-10-30 中国科学院化学研究所 一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用
CN112174990A (zh) * 2020-09-16 2021-01-05 陕西科技大学 一种咪唑类离子液体改性苯硼酸材料的制备方法
CN112710755A (zh) * 2020-12-22 2021-04-27 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种血清/血浆蛋白质组分析新方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104877091A (zh) * 2015-05-18 2015-09-02 苏州汇通色谱分离纯化有限公司 一种具有核壳结构的胍基固定化亲和磁球的制备及应用
CN105772077A (zh) * 2016-03-17 2016-07-20 中国科学院广州能源研究所 一种磁性凹凸棒土负载离子液体催化剂及其制备方法
CN106432644A (zh) * 2016-09-23 2017-02-22 河南中医药大学 一种亲水型聚合物功能化磁性纳米微球及其制备方法和应用

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104877091A (zh) * 2015-05-18 2015-09-02 苏州汇通色谱分离纯化有限公司 一种具有核壳结构的胍基固定化亲和磁球的制备及应用
CN105772077A (zh) * 2016-03-17 2016-07-20 中国科学院广州能源研究所 一种磁性凹凸棒土负载离子液体催化剂及其制备方法
CN106432644A (zh) * 2016-09-23 2017-02-22 河南中医药大学 一种亲水型聚合物功能化磁性纳米微球及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
XIAOBING WANG: "Highly selective magnetic polymer particles via molecular imprinting", 《CHEM. ENG.》 *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108722374A (zh) * 2018-06-12 2018-11-02 东北林业大学 一种固载型离子液体磁性功能材料及其制备方法
CN109453752A (zh) * 2018-11-30 2019-03-12 重庆大学 一种阳离子型磁性纳米颗粒及其制备方法和应用
CN111841632A (zh) * 2019-04-26 2020-10-30 中国科学院化学研究所 一种多重响应性有机无机复合Janus笼状材料及其制备与应用
CN110779789A (zh) * 2019-11-14 2020-02-11 北京蛋白质组研究中心 一种亲水基团修饰二维磁性纳米材料的制备及其在糖肽规模化富集中的应用
CN112174990A (zh) * 2020-09-16 2021-01-05 陕西科技大学 一种咪唑类离子液体改性苯硼酸材料的制备方法
CN112710755A (zh) * 2020-12-22 2021-04-27 中国人民解放军军事科学院军事医学研究院 一种血清/血浆蛋白质组分析新方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106975467B (zh) 2019-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106975467B (zh) 一种表面聚合离子液体修饰的磁性纳米材料及其制备方法与应用
CN106512965A (zh) 一种金属有机骨架纳米复合材料的合成方法及其应用
CN106770614B (zh) 亲水性纳米复合材料结合质谱分析鉴定糖基化肽段的方法
CN106483294A (zh) 一种选择性富集和鉴定n-连接糖肽的方法
CN105950563B (zh) 杂交瘤细胞株7e3及其分泌的抗口蹄疫a型病毒的单克隆抗体与应用
CN105242047B (zh) 黄曲霉毒素b1氧化石墨烯免疫层析试纸条及其应用
CN106732474B (zh) 一种磁性纳米材料及其制备方法和在富集分析糖基化肽段中的应用
CN106405075B (zh) 一种免疫磁珠及其制备方法
CN103232991A (zh) 一种多巴胺修饰的磁性介孔硅材料的合成方法及其应用
CN107727480A (zh) 超薄片层状功能化二硫化钼纳米复合材料及其在糖肽富集中的应用
CN109148067A (zh) 表面共价有机框架材料修饰的磁性纳米材料及制备、应用
CN107607640A (zh) 一种硼酸修饰的纳米复合材料的糖肽富集与质谱检测方法
Deutsch et al. Biophysical Studies of Blood Plasma Proteins: VI. Immunological Properties of γ1-Globulin from the Plasma of Normal Humans
CN106226522A (zh) 一种高尔基体蛋白73的检测方法、检测试剂和检测试剂盒
CN106432644A (zh) 一种亲水型聚合物功能化磁性纳米微球及其制备方法和应用
CN1153908A (zh) 一种检测黄曲霉毒素b1的试剂盒及其检测方法
CN104713963B (zh) 一种基于新型纳米复合材料的蛋白质组样品预处理方法及其应用
CN108303541B (zh) 一种猪圆环病毒2型抗体检测试剂盒及其检测方法
CN1603823A (zh) 桔霉素免疫层析检测试纸的制作方法与应用
CN107991277A (zh) 五羟色胺-磁性微粒复合物及富集唾液酸化糖蛋白的方法
CN106732408A (zh) 一种亲水性磁性介孔硅材料的合成方法及其应用
CN108303530A (zh) 一种猪伪狂犬gB抗体检测试剂盒及其检测方法
CN108303543B (zh) 一种猪瘟e2蛋白抗体检测试剂盒及其检测方法
CN115166228A (zh) 一种用于保护含巯基偶联物的稳定剂
CN106771245B (zh) H9亚型禽流感病毒抗原偶联磁性微粒及其制备方法和应用

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20220314

Address after: 100850 No. 27 Taiping Road, Beijing, Haidian District

Patentee after: ACADEMY OF MILITARY MEDICAL SCIENCES

Address before: 100850 No. 38, shengshengyuan Road, Zhongguancun Life Science Park, Changping District, Beijing

Patentee before: BEIJING PROTEOME RESEARCH CENTER

TR01 Transfer of patent right