CN108079954A - 一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用 - Google Patents

一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN108079954A
CN108079954A CN201611020030.4A CN201611020030A CN108079954A CN 108079954 A CN108079954 A CN 108079954A CN 201611020030 A CN201611020030 A CN 201611020030A CN 108079954 A CN108079954 A CN 108079954A
Authority
CN
China
Prior art keywords
amine
ring skeleton
graphene oxide
lutidines
double
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
CN201611020030.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108079954B (zh
Inventor
张丽华
江波
胡晔晨
陈远波
高航
张玉奎
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.)
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Original Assignee
Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
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 Dalian Institute of Chemical Physics of CAS filed Critical Dalian Institute of Chemical Physics of CAS
Priority to CN201611020030.4A priority Critical patent/CN108079954B/zh
Publication of CN108079954A publication Critical patent/CN108079954A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108079954B publication Critical patent/CN108079954B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/20—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising free carbon; comprising carbon obtained by carbonising processes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Pyridine Compounds (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)

Abstract

本发明涉及一种中性条件下富集磷酸化蛋白质的一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料。根据氧化石墨烯和芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子之间π‑π堆积相互作用，制备芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。首先利用亲核取代反应合成芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，然后利用二甲基吡啶胺分子和锌离子配位作用，合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，最后根据氧化石墨烯和芳香环骨架之间π‑π堆积相互作用实现二甲基吡啶胺双锌离子固载。利用二甲基吡啶胺双锌离子和磷酸根之间特异性识别作用，实现二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料在中性条件下富集磷酸化蛋白质。在该方法中，氧化石墨烯作为基质用于二甲基吡啶胺双锌离子固载，并且成功用于中性条件下富集磷酸化蛋白质。

Description

一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用
技术领域
本发明涉及一种芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备，及其用于中性条件下对磷酸化蛋白质富集研究。
背景技术
石墨烯作为一种新型二维单原子层材料在蛋白组学领域得到了广泛的应用，已经成功用于固定化酶反应器、磷酸化肽段富集和糖基化肽段富集。氧化石墨烯作为石墨烯的重要衍生物，其结构的主体部分是π体系，易于和苯系化合物形成π-π堆积相互作用，边缘部分含有大量羟基、环氧和羧基等含氧基团，含氧基团的存在能够显著提高氧化石墨烯亲水性，有利于化学功能化修饰和减少非特异性吸附，因此氧化石墨烯常用于功能分子的固载基质，目前已经成功用于核酸适配体、蛋白质和RNA等生物大分子的固载，在生物传感、富集分离和组织工程等领域发挥了重要的作用，基于氧化石墨烯材料的在中性条件下的富集磷酸化蛋白质，特别是对酸敏感的N-磷酸化蛋白质未见文献报道。
模拟磷酸酶结构的二甲基吡啶胺双锌离子已被证实对磷酸基团具有特异性识别作用，已经成功用于磷酸化蛋白质和肽段的荧光传感研究。蛋白质磷酸化在细胞信号传导等重要生物过程中发挥了重要作用。发生在丝氨酸、苏氨酸和酪氨酸残留羟基上的O-磷酸化修饰，已经在蛋白组学水平得到很好的鉴定分析。而发生在精氨酸、赖氨酸、组氨酸残留氨基的N-磷酸化修饰在生命进化、核小体组装、细胞转录、信号转导等核心的生命过程中发挥了举足轻重的作用。Clausen等人通过定量蛋白组学发现芽孢杆菌在氧化应激过程中精氨酸磷酸化修饰参与调节细菌的胁迫应答。而在介导糖类以磷酸化形式穿过细胞膜的磷酸化丙酮酸-糖磷酸转移酶系统中，组氨酸磷酸化蛋白起到磷酸根转移作用。N-磷酸化的P-N键对酸敏感，传统的O-磷酸化蛋白质富集需要强酸环境，因此并不适合N-磷酸化蛋白质富集。Muir和Hunter等人分别制备了组氨酸磷酸化抗体，然而该方法只对组氨酸磷酸化。亟需发展中性条件下保持对磷酸化结构的富集新方法。根据磷酸激酶结构设计的二甲基吡啶胺-双锌离子在中性生理条件对磷酸根具的识别能力。根据氧化石墨烯和芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子之间π-π堆积相互作用，结合氧化石墨烯结结构优点，制备芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料，用于中性条件下富集磷酸化蛋白质。
发明内容
氧化石墨烯作为石墨烯的一种重要衍生物，可用于固载各种功能分子。一种芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备，及其用于中性条件下富集磷酸化蛋白质。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
本发明涉及一种中性条件下富集磷酸化蛋白质的芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。根据氧化石墨烯和芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子之间π-π堆积相互作用，制备芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。首先根据亲核取代反应合成芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，然后利用二甲基吡啶胺分子和双锌离子配位作用，合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子。最后根据氧化石墨烯和芳香环骨架间的π-π堆积作用实现二甲基吡啶胺双锌离子固载。利用双锌离子和磷酸根之间特异性识别作用，实现芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料在中性条件下富集磷酸化蛋白质。在该方法中，氧化石墨烯作为基质用于二甲基吡啶胺双锌离子固载，成功用于中性条件下富集磷酸化蛋白质。
一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备。
1)芳香环骨架二甲基吡啶胺分子(dpa)：利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子；具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽1g、碳酸钾1-4g和双二甲基吡啶胺2-10g溶于10-100mL N,N-二甲基甲酰胺中形成A液，称取0.1-1.0g碘化钾溶于4-8mL DMF形成B液，在冰浴条件下B液滴加到A液中，然后在室温下搅拌反应1-24h，反应结束后加入50-200mL1-2M HCl中和碳酸钾，经过有机相清洗后水相用1-2M NaOH碱化至PH＝9-11之间，然后用有机相萃取，有机相经过水和饱和食盐水顺序清洗后，无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物；粗产物经过重结晶得到芳香环骨架二甲基吡啶胺分子；
2)芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子(2Zn2+-dpa)：利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架二甲基吡啶胺分子1g溶于10-100mL CH3OH/THF(V:V＝10:1-5)混合溶液形成A液，称取1-5g Zn(NO3)2溶于10-100mL CH3OH/THF(V:V＝10:1-5)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液中，室温下搅拌1-6h，反应结束后离心用CH3OH/THF(V:V＝10:1-5)混合溶液清洗，获得浅黄色固体物质为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；
3)芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料：称取1份质量1-10mg/mL氧化石墨烯分散液(pH 7.3-8)，加入5-20份质量芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，室温下振动6-24h，离心后去离子水清洗得到二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
氧化石墨烯作为二甲基吡啶胺双锌离子载体，首次用于中性条件下富集磷酸化蛋白质。
本发明具有如下优点：
1)氧化石墨烯用于二甲基吡啶胺双锌离子固载
2)有利于提高富集选择性和回收率
3)中性条件下富集O-磷酸化和N-磷酸化蛋白质
4)该材料可拓展到其他类型磷酸化蛋白质富集
5)复合纳米材料具备优异的亲水性，减少疏水性吸附
附图说明
图1：二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备流程图。
图2：芳香环骨架二甲基吡啶胺分子质谱图。
图3：芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子和二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料紫外可见吸收图。
图4：二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料X-射线光电子能谱图。
图5：二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料透射电镜图。
图6：二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料富集β-casein和BSA的SDS-PAGE图。
图7：二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料富集N-磷酸化肌红蛋白和BSA的SDS-PAGE图。
具体实施方式
实施例1
1.二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备：按图1所，利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽1.1g、碳酸钾2.21g和双二甲基吡啶胺1.75g溶于10mL DMF中形成A液，称取0.65g碘化钾溶于4mL DMF形成B液，在冰浴条件下缓慢滴加至A液中，然后在室温下搅拌1h，双二甲基吡啶胺和9,10双(氯甲基)蒽发生亲核取代反应，随后加入1M HCl中和碳酸钾到pH＝7，EtOAc清洗后水相用4M NaOH碱化到pH＝7-10，水相用EtOAc:THF(V:V 1:1)萃取，萃取有机相经过水洗和饱和食盐水清洗后，加入无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物，粗产物经过EtOAc:THF重结晶得到芳香环骨架双甲基吡啶胺分子，产率65％。利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架双甲基吡啶胺分子178g溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成A液，称取178g Zn(NO3)2.6H2O溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液，室温下搅拌1h，反应液离心后用CH3OH/THF清洗获得浅黄色固体，即为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，产率约为40％。称取5mL 1mg/mL氧化石墨烯分散液(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入40mg芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子，室温下振动6h，离心清洗得到芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
2.材料表征：图2为芳香环骨架二甲基吡啶胺分子质谱图，图3为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子和二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料紫外吸收图，图4为二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料X-射线光电子能谱图。图5为二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料透射电镜图。
3.中性条件下O-磷酸化蛋白质富集：200μg二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料、10μgβ-casein分散于50mL富集缓冲液中(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，平行制备三份，加入10μg、，强烈振荡反应2h，3次200μL富集缓冲液清洗，用20μL 50mMNa2PO4/200mM NaCl,pH 7.7，洗脱1h，洗脱液直接进行SDS-PAGE分析，结果如图6所示。
实施例2
1.二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备：按图1所，利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽1.1g、碳酸钾2.21g和双二甲基吡啶胺1.75g溶于10mL DMF中形成A液，称取0.65g碘化钾溶于4mL DMF形成B液，在冰浴条件下缓慢滴加至A液中，然后在室温下搅拌1h，双二甲基吡啶胺和9,10双(氯甲基)蒽发生亲核取代反应，随后加入1M HCl中和碳酸钾到pH＝7，EtOAc清洗后水相用4M NaOH碱化到pH＝7-10，水相用EtOAc:THF(V:V 1:1)萃取，萃取有机相经过水洗和饱和食盐水清洗后，加入无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物，粗产物经过EtOAc:THF重结晶得到芳香环骨架双甲基吡啶胺分子，产率65％。利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架双甲基吡啶胺分子178g溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成A液，称取178g Zn(NO3)2.6H2O溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液，室温下搅拌1h，反应液离心后用CH3OH/THF清洗获得浅黄色固体，即为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，产率约为40％。称取5mL 1mg/mL氧化石墨烯分散液(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入40mg芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子，室温下振动6h，离心清洗得到芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
2.中性条件下O-磷酸化蛋白质富集：200μg二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料、10μgβ-casein分散于50mL富集缓冲液中(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入100μg BSA，强烈振荡反应2h，3次200μL富集缓冲液清洗，用20μL 50mM Na2PO4/200mM NaCl,pH 7.7，洗脱1h，洗脱液直接进行SDS-PAGE分析。结果如图6所示。
实施例3
1.二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备：按图1所，利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽3.3g、碳酸钾6.63g和双二甲基吡啶胺5.25g溶于10mL DMF中形成A液，称取2.0碘化钾溶于4mL DMF形成B液，在冰浴条件下缓慢滴加至A液中，然后在室温下搅拌1h，双二甲基吡啶胺和9,10双(氯甲基)蒽发生亲核取代反应，随后加入1M HCl中和碳酸钾到pH＝7，EtOAc清洗后水相用4M NaOH碱化到pH＝7-10，水相用EtOAc:THF(V:V1:1)萃取，萃取有机相经过水洗和饱和食盐水清洗后，加入无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物，粗产物经过EtOAc:THF重结晶得到芳香环骨架双甲基吡啶胺分子，产率65％。利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架双甲基吡啶胺分子178g溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成A液，称取178g Zn(NO3)2.6H2O溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液，室温下搅拌1h，反应液离心后用CH3OH/THF清洗获得浅黄色固体，即为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，产率约为40％。称取5mL 1mg/mL氧化石墨烯分散液(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入40mg芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子，室温下振动6h，离心清洗得到芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
2.中性条件下O-磷酸化蛋白质富集：200μg二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料、10μgβ-casein分散于50mL富集缓冲液中(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入1mg BSA，强烈振荡反应2h，3次200μL富集缓冲液清洗，用20μL 50mM Na2PO4/200mM NaCl，pH 7.7，洗脱1h，洗脱液直接进行SDS-PAGE分析。结果如图6所示。
实施例4
1.二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备：按图1所，利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽2.2g、碳酸钾4.41g和双二甲基吡啶胺3.50g溶于20mL DMF中形成A液，称取1.30g碘化钾溶于8mL DMF形成B液，在冰浴条件下缓慢滴加至A液中，然后在室温下搅拌1h，双二甲基吡啶胺和9,10双(氯甲基)蒽发生亲核取代反应，随后加入1M HCl中和碳酸钾到pH＝7，EtOAc清洗后水相用4M NaOH碱化到pH＝7-10，水相用EtOAc:THF(V:V 1:1)萃取，萃取有机相经过水洗和饱和食盐水清洗后，加入无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物，粗产物经过EtOAc:THF重结晶得到芳香环骨架双甲基吡啶胺分子，产率65％。利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架双甲基吡啶胺分子356g溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成A液，称取356g Zn(NO3)2.6H2O溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液，室温下搅拌1h，反应液离心后用CH3OH/THF清洗获得浅黄色固体，即为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，产率约为40％。称取10mL 1mg/mL氧化石墨烯分散液(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入80mg芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子，室温下振动6h，离心清洗得到芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
2.中性条件下N-磷酸化蛋白质富集：根据文献报导合成N-磷酸化肌红蛋白(J.Am.Chem.Soc.2014,136,12899-12911)，200μg二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料、10μg N-磷酸化肌红蛋白分散于50mL富集缓冲液中(50mM HEPES/150mMNaCl，pH 7.3)，加入10μg BSA，强烈振荡反应2h，3次200μL富集缓冲液清洗，用20μL 50mMNa2PO4/200mM NaCl,pH 7.7，洗脱1h。图7为材料富集N-磷酸化肌红蛋白和牛血清白蛋白的SDS-PAGE图。
实施例5
1.二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备：按图1所，利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽2.2g、碳酸钾4.41g和双二甲基吡啶胺3.50g溶于20mL DMF中形成A液，称取1.30g碘化钾溶于8mL DMF形成B液，在冰浴条件下缓慢滴加至A液中，然后在室温下搅拌1h，双二甲基吡啶胺和9,10双(氯甲基)蒽发生亲核取代反应，随后加入1N HCl中和碳酸钾到pH＝7，EtOAc清洗后水相用4M NaOH碱化到pH＝7-10，水相用EtOAc:THF(V:V 1:1)萃取，萃取有机相经过水洗和饱和食盐水清洗后，加入无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物，粗产物经过EtOAc:THF重结晶得到芳香环骨架双甲基吡啶胺分子，产率65％。利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架双甲基吡啶胺分子356g溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成A液，称取356g Zn(NO3)2.6H2O溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液，室温下搅拌1h，反应液离心后用CH3OH/THF清洗获得浅黄色固体，即为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，产率约为40％。称取10mL 1mg/mL氧化石墨烯分散液(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入80mg芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子，室温下振动6h，离心清洗得到芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
2.中性条件下N-磷酸化蛋白质富集：根据文献报导合成N-磷酸化肌红蛋白(J.Am.Chem.Soc.2014,136,12899-12911)，200μg二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料、10μg N-磷酸化肌红蛋白分散于50mL富集缓冲液中(50mM HEPES/150mMNaCl，pH 7.3)，加入、100μg BSA，强烈振荡反应2h，3次200μL富集缓冲液清洗，用20μL 50mMNa2PO4/200mM NaCl,pH 7.7，洗脱1h。图7为材料富集N-磷酸化肌红蛋白和牛血清白蛋白的SDS-PAGE图。
实施例6
1.二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料制备：按图1所，利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽3.3g、碳酸钾6.63g和双二甲基吡啶胺5.25g溶于10mL DMF中形成A液，称取2.0碘化钾溶于4mL DMF形成B液，在冰浴条件下缓慢滴加至A液中，然后在室温下搅拌1h，双二甲基吡啶胺和9,10双(氯甲基)蒽发生亲核取代反应，随后加入1M HCl中和碳酸钾到pH＝7，EtOAc清洗后水相用4M NaOH碱化到pH＝7-10，水相用EtOAc:THF(V:V1:1)萃取，萃取有机相经过水洗和饱和食盐水清洗后，加入无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物，粗产物经过EtOAc:THF重结晶得到芳香环骨架双甲基吡啶胺分子，产率65％。利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架双甲基吡啶胺分子178g溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成A液，称取178g Zn(NO3)2.6H2O溶于10mL CH3OH/THF(V:V 10:1)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液，室温下搅拌1h，反应液离心后用CH3OH/THF清洗获得浅黄色固体，即为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，产率约为40％。称取5mL 1mg/mL氧化石墨烯分散液(50mM HEPES/150mM NaCl，pH7.3)，加入40mg芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子，室温下振动6h，离心清洗得到芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
2.中性条件下N-磷酸化蛋白质富集：根据文献报导合成N-磷酸化肌红蛋白(J.Am.Chem.Soc.2014,136,12899-12911)，200μg二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料、10μg N-磷酸化肌红蛋白分散于50mL富集缓冲液中(50mM HEPES/150mMNaCl，pH 7.3)，加入1mg BSA，强烈振荡反应2h，3次200μL富集缓冲液清洗，用20μL 50mMNa2PO4/200mM NaCl,pH 7.7，洗脱1h。图7为材料富集N-磷酸化肌红蛋白和牛血清白蛋白的SDS-PAGE图。

Claims (7)

1.功能化氧化石墨烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于：首先利用亲核取代反应合成芳香环骨架二甲基吡啶胺分子，然后利用二甲基吡啶胺分子和锌离子配位作用，合成二甲基吡啶胺双锌离子，最后根据氧化石墨烯和芳香环骨架之间π-π堆积相互作用实现二甲基吡啶胺双锌离子于氧化石墨烯上的固载。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：
其制备过程包括：
1)芳香环骨架二甲基吡啶胺分子(dpa)：利用亲核取代反应制备芳香环骨架二甲基吡啶胺分子；具体为，称取9,10双(氯甲基)蒽1g、碳酸钾1-4g和双二甲基吡啶胺2-10g溶于10-100mL N,N-二甲基甲酰胺中形成A液，称取0.1-1.0g碘化钾溶于4-8mL DMF形成B液，在冰浴条件下B液滴加到A液中，然后在室温下搅拌反应1-24h，反应结束后加入50-200mL1-2M HCl中和碳酸钾，经过有机相清洗后水相用1-2M NaOH碱化至PH＝9-11之间，然后用有机相萃取，有机相经过水和饱和食盐水顺序清洗后，无水硫酸镁干燥，真空旋转蒸干得粗产物；粗产物经过重结晶得到芳香环骨架二甲基吡啶胺分子；
2)芳香环骨架双甲基吡啶胺锌离子(2Zn2+-dpa)：利用配位化学合成芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；称取芳香环骨架二甲基吡啶胺分子1g溶于10-100mL CH3OH/THF(V:V＝10:1-5)混合溶液形成A液，称取1-5gZn(NO3)2溶于10-100mL CH3OH/THF(V:V＝10:1-5)混合溶液形成B液，B液逐滴加入到A液中，室温下搅拌1-6h，反应结束后离心用CH3OH/THF(V:V＝10:1-5)混合溶液清洗，获得浅黄色固体物质为芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子；
3)芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料：称取1份质量1-10mg/mL氧化石墨烯分散液(pH 7.3-8)，加入5-20份质量芳香环骨架二甲基吡啶胺双锌离子，室温下振动6-24h，离心后去离子水清洗得到二甲基吡啶胺双锌离子功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：有机相为甲醇或者乙酸乙酯中的一种或二种以上。
4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：氧化石墨烯分散液的溶剂为水或者二吗啡乙磺酸中的一种或二种以上。
5.一种权利要求1-4任一所述方法制备获得的功能化氧化石墨烯复合纳米材料。
6.一种权利要求5所述功能化氧化石墨烯复合纳米材料在中性条件下富集磷酸化蛋白质中的应用。
7.根据权利要求6所述的应用，其特征在于：所述中性条件为50mMHEPES/150mM NaCl，pH 7.3。
CN201611020030.4A 2016-11-21 2016-11-21 一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用 Active CN108079954B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611020030.4A CN108079954B (zh) 2016-11-21 2016-11-21 一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201611020030.4A CN108079954B (zh) 2016-11-21 2016-11-21 一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108079954A true CN108079954A (zh) 2018-05-29
CN108079954B CN108079954B (zh) 2020-12-15

Family

ID=62168307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201611020030.4A Active CN108079954B (zh) 2016-11-21 2016-11-21 一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108079954B (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111203288A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 中国科学院大连化学物理研究所 表面阳离子功能化氧化石墨烯材料及制备和应用
CN111203185A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 中国科学院大连化学物理研究所 介孔核壳硅球为载体双二甲基吡啶胺双锌功能材料的制备和应用
CN112095358A (zh) * 2020-09-25 2020-12-18 江西省钒电新能源有限公司 一种纤维素剥离及其功能化的方法
CN113995444A (zh) * 2021-11-03 2022-02-01 深圳大学 一种水凝胶微针贴片及其制备方法与应用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103372420A (zh) * 2012-04-20 2013-10-30 南京理工大学 金属有机骨架与胺修饰氧化石墨的复合材料及其制备
CN103785360A (zh) * 2014-01-16 2014-05-14 江苏科技大学 一种负载型氧化石墨烯/金属有机骨架复合材料及其制备方法
CN104525125A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 江苏科技大学 负载型金属有机骨架/氧化石墨烯储氢材料及其制备方法
CN105597577A (zh) * 2016-02-24 2016-05-25 复旦大学 基于金属有机骨架/氧化石墨烯复合物的荷正电纳滤膜及其制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103372420A (zh) * 2012-04-20 2013-10-30 南京理工大学 金属有机骨架与胺修饰氧化石墨的复合材料及其制备
CN103785360A (zh) * 2014-01-16 2014-05-14 江苏科技大学 一种负载型氧化石墨烯/金属有机骨架复合材料及其制备方法
CN104525125A (zh) * 2014-12-17 2015-04-22 江苏科技大学 负载型金属有机骨架/氧化石墨烯储氢材料及其制备方法
CN105597577A (zh) * 2016-02-24 2016-05-25 复旦大学 基于金属有机骨架/氧化石墨烯复合物的荷正电纳滤膜及其制备方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A OJIDA ET. AL.: ""Recognition and Staining in SDS-PAGE by Bis-Zn(II)-dipycolylamine-Appended Anthracene"", 《CHEMISTRY LETTERS》 *
刘家玮: ""功能化石墨烯复合材料与蛋白质分离纯化"", 《东北大学博士学位论文》 *
刘家玮: ""氧化石墨烯-稀土金属有机骨架复合材料分离纯化血红蛋白"", 《 第二十届全国色谱学术报告会及仪器展览会论文集（第四分册）》 *
张赛晖 等，: ""合成受体与模型磷酸化肽的相互作用机理"", 《高等学校化学学报》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111203288A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 中国科学院大连化学物理研究所 表面阳离子功能化氧化石墨烯材料及制备和应用
CN111203185A (zh) * 2018-11-21 2020-05-29 中国科学院大连化学物理研究所 介孔核壳硅球为载体双二甲基吡啶胺双锌功能材料的制备和应用
CN111203288B (zh) * 2018-11-21 2022-07-26 中国科学院大连化学物理研究所 表面阳离子功能化氧化石墨烯材料及制备和应用
CN112095358A (zh) * 2020-09-25 2020-12-18 江西省钒电新能源有限公司 一种纤维素剥离及其功能化的方法
CN112095358B (zh) * 2020-09-25 2023-01-31 江西省钒电新能源有限公司 一种纤维素剥离及其功能化的方法
CN113995444A (zh) * 2021-11-03 2022-02-01 深圳大学 一种水凝胶微针贴片及其制备方法与应用
CN113995444B (zh) * 2021-11-03 2024-05-07 深圳大学 一种水凝胶微针贴片及其制备方法与应用

Also Published As

Publication number Publication date
CN108079954B (zh) 2020-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108079954A (zh) 一种功能化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用
CN103894161B (zh) 一种磁性金属有机骨架复合材料的合成方法及其应用
Dumbre et al. Synthesis of modified peptidoglycan precursor analogues for the inhibition of glycosyltransferase
Huang et al. Fluorometric and colorimetric analysis of alkaline phosphatase activity based on a nucleotide coordinated copper ion mimicking polyphenol oxidase
CN109891236A (zh) 回收胞外囊泡的方法
WO2019055876A2 (en) ENVIRONMENTAL MICROBIOMY ANALYSIS FUNCTIONAL PROBES AND METHODS OF MAKING AND USING THE SAME
Zhou et al. Evaluation of swollenin from Trichoderma pseudokoningii as a potential synergistic factor in the enzymatic hydrolysis of cellulose with low cellulase loadings
CN110546154B (zh) 糖苷酶的荧光底物及其相关检测方法
CN113135948B (zh) 一种用于检测ClO-/ONOO-的比率荧光探针及其制备方法和应用
CN108341781B (zh) 植物次生代谢产物生物合成途径中相关酶类的解析方法
CN104109187B (zh) 一种胍基功能化石墨烯材料及其制备方法和应用
Rai et al. Ectopic F 0 F 1 ATP synthase contains both nuclear and mitochondrially-encoded subunits
CN105247036A (zh) 蛋白纯化的新颖方法
US10844109B2 (en) Method for producing erythrocyte proteins
CN102760543B (zh) 亲水性金属离子固定化亲和磁球及其制备和应用
CN105772740B (zh) 金纳米簇的制备方法及其应用
KR102124989B1 (ko) 새로운 오당류 친수성기를 가지는 양친매성 화합물 및 이의 활용
Maeda et al. Novel nanocomposites consisting of in vivo-biotinylated bacterial magnetic particles and quantum dots for magnetic separation and fluorescent labeling of cancer cells
Gannesen et al. Epinephrine extensively changes the biofilm matrix composition in Micrococcus luteus C01 isolated from human skin
KR101923584B1 (ko) 새로운 뷰테인-테트라올 기반의 양친매성 화합물 및 이의 활용
CN109504652B (zh) 促进生物体相互作用的方法及应用
CN108440765B (zh) 两亲环糊精cd与两亲杯芳烃ca的纳米超分子共组装体及制备方法和应用
CN113995849A (zh) 荷载自噬抑制剂及化疗药物的凝胶因子前体、凝胶材料及制法和应用
CN108181475A (zh) 一种磷酸化蛋白质富集修饰的方法和试剂盒
CN105648036B (zh) 一种L-天冬氨酸β-脱羧酶产生菌的高通量筛选方法

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