CN112730323B - 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 - Google Patents
一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112730323B CN112730323B CN202011505940.8A CN202011505940A CN112730323B CN 112730323 B CN112730323 B CN 112730323B CN 202011505940 A CN202011505940 A CN 202011505940A CN 112730323 B CN112730323 B CN 112730323B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- mof
- hybrid
- pvp
- mass spectrometry
- matrix
- 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.)
- Active
Links
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 title claims abstract description 35
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002184 metal Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 238000000816 matrix-assisted laser desorption--ionisation Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 claims abstract description 57
- 239000013082 iron-based metal-organic framework Substances 0.000 claims abstract description 48
- 150000003384 small molecules Chemical class 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 33
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 24
- 239000012621 metal-organic framework Substances 0.000 claims description 19
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 238000004989 laser desorption mass spectroscopy Methods 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 13
- 238000001819 mass spectrum Methods 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 9
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 9
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 8
- WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N (3-aminopropyl)triethoxysilane Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)CCCN WYTZZXDRDKSJID-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N D-Mannitol Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-KVTDHHQDSA-N 0.000 claims description 7
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011162 core material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 7
- 229930195725 Mannitol Natural products 0.000 claims description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 6
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 claims description 6
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 claims description 6
- KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N lysine Chemical compound NCCCCC(N)C(O)=O KDXKERNSBIXSRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000594 mannitol Substances 0.000 claims description 6
- 235000010355 mannitol Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 claims description 6
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 claims description 4
- 239000013302 MIL-88A Substances 0.000 claims description 4
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 4
- MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N (2S)-2-Amino-3-hydroxypropansäure Chemical compound OC[C@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-REOHCLBHSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004475 Arginine Substances 0.000 claims description 3
- FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 Chemical compound C1(=CC=CC=C1)N1C2=C(NC([C@H](C1)NC=1OC(=NN=1)C1=CC=CC=C1)=O)C=CC=C2 FGUUSXIOTUKUDN-IBGZPJMESA-N 0.000 claims description 3
- ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P L-argininium(2+) Chemical compound NC(=[NH2+])NCCC[C@H]([NH3+])C(O)=O ODKSFYDXXFIFQN-BYPYZUCNSA-P 0.000 claims description 3
- QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N L-tryptophane Chemical compound C1=CC=C2C(C[C@H](N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-VIFPVBQESA-N 0.000 claims description 3
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 claims description 3
- 239000004472 Lysine Substances 0.000 claims description 3
- MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N Serine Natural products OCC(N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 3
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 3
- QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N Tryptophan Natural products C1=CC=C2C(CC(N)C(O)=O)=CNC2=C1 QIVBCDIJIAJPQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229920013822 aminosilicone Polymers 0.000 claims description 3
- ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N arginine Natural products OC(=O)C(N)CCCNC(N)=N ODKSFYDXXFIFQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 3
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 3
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims description 3
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 claims description 3
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 3
- 238000007619 statistical method Methods 0.000 claims description 3
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 3
- 239000004474 valine Substances 0.000 claims description 3
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 claims description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 3
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 claims 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011258 core-shell material Substances 0.000 abstract description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 abstract description 2
- 210000002966 serum Anatomy 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000002965 ELISA Methods 0.000 description 4
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001698 laser desorption ionisation Methods 0.000 description 4
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 3
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 3
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012742 biochemical analysis Methods 0.000 description 3
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 3
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 3
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 3
- 108091003079 Bovine Serum Albumin Proteins 0.000 description 2
- COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N L-phenylalanine Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-QMMMGPOBSA-N 0.000 description 2
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000012491 analyte Substances 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 description 2
- 229940098773 bovine serum albumin Drugs 0.000 description 2
- 201000011510 cancer Diseases 0.000 description 2
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 201000010099 disease Diseases 0.000 description 2
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 2
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 2
- COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N phenylalanine Natural products OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1 COLNVLDHVKWLRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 2
- OZDAOHVKBFBBMZ-UHFFFAOYSA-N 2-aminopentanedioic acid;hydrate Chemical compound O.OC(=O)C(N)CCC(O)=O OZDAOHVKBFBBMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N L-methionine Chemical compound CSCC[C@H](N)C(O)=O FFEARJCKVFRZRR-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 108091005461 Nucleic proteins Proteins 0.000 description 1
- 238000003917 TEM image Methods 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000538 analytical sample Substances 0.000 description 1
- 239000013060 biological fluid Substances 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 238000005251 capillar electrophoresis Methods 0.000 description 1
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 235000001727 glucose Nutrition 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001840 matrix-assisted laser desorption--ionisation time-of-flight mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 229930182817 methionine Natural products 0.000 description 1
- 235000006109 methionine Nutrition 0.000 description 1
- 239000004530 micro-emulsion Substances 0.000 description 1
- 238000000593 microemulsion method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 description 1
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 description 1
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000001575 pathological effect Effects 0.000 description 1
- 235000008729 phenylalanine Nutrition 0.000 description 1
- 108090000765 processed proteins & peptides Proteins 0.000 description 1
- 102000004196 processed proteins & peptides Human genes 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000009781 safety test method Methods 0.000 description 1
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 1
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 1
- 238000010942 self-nucleation Methods 0.000 description 1
- 238000011896 sensitive detection Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- 238000004885 tandem mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 239000013076 target substance Substances 0.000 description 1
- 239000003053 toxin Substances 0.000 description 1
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 description 1
- 238000004627 transmission electron microscopy Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/25—Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
- G01N21/31—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
- G01N21/39—Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using tunable lasers
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N30/00—Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
- G01N30/02—Column chromatography
- G01N30/60—Construction of the column
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Other Investigation Or Analysis Of Materials By Electrical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种新型杂化金属纳米材料的制备方法,为Pt纳米颗粒包裹的Fe‑MOF杂化纳米颗粒,其为以Pt纳米颗粒为外壳,铁基金属有机骨架核心材料MIL‑88A即Fe‑MOF杂化纳米颗粒为内核的杂化纳米颗粒。本发明还公开新型杂化金属纳米材料的制备方法,及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用。本发明提供的Fe‑MOF/Pt杂化纳米颗粒具有合成方法简便,材料成本低廉,适合大规模工业合成生产。将可控制的表面结构和杂化组成的核壳结构金属纳米材料基质作为质谱中的基质材料,有效解决了小分子区段(m/z<1000)质谱谱图的背景干扰和热点效应。
Description
技术领域
本发明涉及微纳米材料的化学合成与应用领域,尤其涉及一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用。
背景技术
目前对血清样品的检测方法如毛细管电泳分析(CE)、生化分析方法(BCA)和酶联免疫吸附试验方法(ELISA)其结果均不理想,如只能检测到高浓度靶标物质,生化反应所需时间较长(BCA和ELISA检测方法反应约30分钟),需要繁琐间接检测(如检测酶促反应产物)或试剂成本昂贵(如标记ELISA抗体)等问题。与这些方法相比,质谱(MS)能够高通量提取和测量分子信息(例如液相串联质谱能够准确识别小分子质量误差<50ppm),作为生命科学检测的金标准定量工具,广泛用于制药,生物医学和病理学研究等方面。然而,MS检测之前需要经过严格的样品预处理程序,并由专业的操作人员进行样品的纯化或分离。另外,考虑到真实生物液体中检测时具有来自核酸、蛋白质和多肽的强烈信号干扰,难以对低丰度的毒素分子进行灵敏检测。激光解吸离子化质谱(LDI MS)固有的小分子灵敏分析能力,在当前技术进步的情况下使其成为一种独立的定量技术。并且LDI MS具有简化定量分析的巨大潜力,无需繁琐的色谱分离便能实现对小分子物质的超灵敏检测。因此,LDI MS作为一种特殊的MS检测方法可以解决样品预处理时的挑战,对快速、经济、有效地检测血清样品中的生物分子具有极大前景。
总之,该技术针对血清样本中小分子物质的检测限较低,间接检测或反应时间长这一现状,同时为了解决MS方法繁琐的样品预处理程序,其它蛋白质分子的干扰等问题。因此,本领域的技术人员致力于开发一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷,本发明所要解决的技术问题是新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用,快速,经济,高效的直接检测标准样本和血清样本中小分子物质。
为实现上述目的,本发明提供了一种新型杂化金属纳米材料的制备方法,为Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒,其为以Pt纳米颗粒为外壳,铁基金属有机骨架核心材料MIL-88A即Fe-MOF杂化纳米颗粒为内核的杂化纳米颗粒。
进一步地,所述Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒中所述Pt纳米颗粒的直径为2-4nm,所述Fe-MOF杂化纳米颗粒的平均长度约为450nm,宽度约为320nm。
本发明提供一种如新型杂化金属纳米材料的制备方法,包括如下步骤:
步骤1:采用水热法,将富马酸和FeCl3·6H2O混合在水中,搅拌后,在85℃下自成核,制备出单分散的所述铁基金属有机骨架核心材料MIL-88A;
步骤2:在步骤1所得产物中加入聚乙烯吡咯烷酮PVP后在室温下搅拌,得到Fe-MOF@PVP复合物作为中间体;
步骤3:通过微乳化技术在所述Fe-MOF@PVP复合物上涂覆二氧化硅,将步骤2所得所述Fe-MOF@PVP复合物悬浮在乙醇中以形成分散均匀的溶液,在剧烈搅拌下将NH4OH溶液和正硅酸乙酯TEOS加入其中,将反应产物收集并表示为Fe-MOF@PVP@SiO2;
步骤4:在所述Fe-MOF@PVP@SiO2上引入氨基,将步骤3所得所述Fe-MOF@PVP@SiO2悬浮在乙醇中得分散液,将3-氨丙基三乙氧基硅烷APTES滴入分散液中,搅拌后以形成氨基有机硅的光滑表面;
步骤5:将氨基官能化的所述Fe-MOF@PVP@SiO2溶于水中,加入Pt-PVP溶液得到金属-有机框架杂化材料Fe-MOF/Pt杂化物;
步骤6:重复步骤5合成不同粒径Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒。
进一步地,步骤1中,所述富马酸质量为5-10g,所述FeCl3·6H2O质量为1-2g,所述水的体积为100mL,搅拌1h,自成核时间为16-24小时。
进一步地,步骤2中,所述聚乙烯吡咯烷酮PVP的质量为0.2-0.4g,搅拌1-2小时。
进一步地,步骤3中,所述NH4OH溶液为2-4mL,所述TEOS为1-3μL。
进一步地,步骤4中,所述APTES为20-30μL,搅拌16-20小时。
进一步地,步骤5中,所述Pt-PVP溶液为3-6mL。
一种新型杂化金属纳米材料在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用,包括如下步骤:
步骤a:仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸离子化质谱,阳离子反射模式;
步骤b:将得到的Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒分散在水中,得到Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒分散液,用作激光解吸/电离质谱LDI MS分析的基质。
步骤c:配比标准分子溶解在去离子水中;
步骤d:在质谱靶板上进行样品制备,室温下干燥;
步骤e:对不同小分子物质进行检测;
步骤f:对质谱检测结果进行统计学分析,得出结论。
进一步地,步骤c中,所述标准分子为色氨酸、缬氨酸、甘露醇、丝氨酸、精氨酸、蔗糖、赖氨酸或谷氨酸中一种或多种。
本发明提供地Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒具有合成方法简便,材料成本低廉,适合大规模工业合成生产。将可控制的表面结构和杂化组成的核壳结构金属纳米材料基质作为质谱中的基质材料,有效解决了小分子区段(m/z<1000)质谱谱图的背景干扰和热点效应。本发明中检测血清样品无需经过进一步纯化、提取或分离处理。每份生物样品仅需1微升就可高效、快速的检测分析样品中的小分子代谢物。该种检测方法具有灵敏度高、检测快速、成本低、检测通量高的特点,适用于多种小分子物质的检测,尤其是血清样品中微量小分子和代谢物的准确定量检测,可应用于多种生物医学安全检测中。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明,以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1为本发明制备得到的MOF/Pt杂化纳米颗粒的材料表征SEM图;
图2为本发明制备得到的MOF/Pt杂化纳米颗粒的材料表征TEM图;
图3为本发明制备得到的MOF/Pt杂化纳米颗粒用于LDI MS的图,使用MOF/Pt-1/2/3对葡萄糖(Glu)进行LDI MS分析的钠和钾加合峰的质谱图;
图4为本发明制备得到的MOF/Pt杂化纳米颗粒用于LDI MS的图,使用MOF/Pt-1/2/3对甘露醇(Man)进行LDI MS分析的钠和钾加合峰的质谱图;
图5为本发明制备得到的MOF/Pt杂化纳米颗粒用于LDI MS的图,使用MOF/Pt-1/2/3对谷氨酸(GA)进行LDI MS分析的钠和钾加合峰的质谱图;
图6为本发明制备得到的MOF/Pt杂化纳米颗粒用于LDI MS的图,使用MOF/Pt-1/2/3对检测苯丙氨酸,葡萄糖,蛋氨酸,谷氨酸和甘露醇的质谱图,
图7为本发明制备得到的MOF/Pt杂化纳米颗粒用于LDI MS的图,使用MOF/Pt-1/2/3在含有NaCl和牛血清白蛋白溶液(BSA)中检测苯丙氨酸,葡萄糖和甘露醇的质谱图;
图8为激光解吸离子化质谱技术检测血清样本中小分子物质健康血清样本的质谱图,分别为小分子;
图9为激光解吸离子化质谱技术检测血清样本中小分子物质良性疾病血清样本的质谱图;
图10为激光解吸离子化质谱技术检测血清样本中小分子物质癌症血清样本的质谱图。
具体实施方式
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例,使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现,本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
采用逐层表面组装法制备Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒作为基质,包括以下步骤;
步骤1:采用水热法,富马酸5-10g和FeCl3·6H2O1-2 g混合在100mL水中,搅拌1小时后,在85℃下自成核16-24小时,制备出单分散的铁基金属有机骨架MIL-88A,表示为MOFFe-MOF,为核心材料;
步骤2:将步骤2所得产物中加入PVP0.2-0.4g后在室温下搅拌1-2小时,得到的Fe-MOF@PVP复合物作为中间体;
步骤3:通过微乳化技术在Fe-MOF@PVP上涂覆二氧化硅,将步骤2所得产物悬浮在乙醇中以形成分散均匀的溶液,在剧烈搅拌下将NH4OH溶液2-4mL和TEOS1-3μL加入其中,将反应产物收集并表示为Fe-MOF@PVP@SiO2;
步骤4:在Fe-MOF@PVP@SiO2上引入氨基,将步骤3所得产物悬浮在乙醇中,将APTES20-30μL滴入分散液中,搅拌16-20小时后以形成氨基有机硅的光滑表面;
步骤5:将氨基官能化的Fe-MOF@PVP@SiO2溶于水中,加入Pt-PVP溶液3-6mL得到金属-有机框架杂化材料Fe-MOF/Pt杂化物;
步骤6:重复步骤5合成不同粒径Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒。
步骤7:设计形态可控、性能可调的金属-有机框架杂化材料。
新型杂化金属纳米材料,即Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用,包括如下步骤:
步骤a:仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸离子化质谱,阳离子反射模式;
步骤b:将得到的Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒分散在水中,得到Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒分散液,用作激光解吸/电离质谱LDI MS分析的基质。
步骤c:配比标准分子溶解在去离子水中;
步骤d:在质谱靶板上进行样品制备,室温下干燥;
步骤e:对不同小分子物质进行检测;
步骤f:对质谱检测结果进行统计学分析,得出结论。
步骤c中,所述标准分子为色氨酸、缬氨酸、甘露醇、丝氨酸、精氨酸、蔗糖、赖氨酸或谷氨酸中一种或多种。
表征所用仪器
采用Hitachi S-4800获取扫描电子显微镜与能量色散X射线光谱结果,采用JEOLJEM-2100F获得透射电子显微镜结果。
表征结果为:
从图1和图2中可以看到合成的单分散Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒平均粒径为平均长度约为450nm,宽度约为320nm,Pt纳米颗粒直径为2-4nm。单分散Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒为表面粗糙六边形颗粒。单分散Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒大小均匀,表面粗糙,存在纳米裂缝,Pt纳米颗粒分布致密,不聚集。
小分子物质的检测步骤如下:
(1)仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱,阳离子反射模式;所制备的金属-有机框架杂化材料为基质按一定比例稀释分析物溶液;
(2)在质谱靶板上进行分析物溶液制备,室温下干燥;
(3)在质谱仪下进行检测,并对质谱图像进行分析,如图3-7所示。
血清样本中小分子物质的检测
仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸电离质谱,阳离子反射模式;所制备的金属-有机框架杂化材料为基质,血清样本采用十倍稀释;
在质谱靶板上进行血清样本(健康血清样本,良性疾病血清样本,癌症血清样本)制备,室温下干燥;
在质谱靶板上进行Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒制备,室温下干燥;
在质谱仪下进行检测,并对质谱图像进行分析,如图8-10所示。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解,本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此,凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案,皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (8)
1.一种新型杂化金属纳米材料的制备方法,其特征在于,所述新型杂化金属纳米材料为Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒,其为以Pt纳米颗粒为外壳,铁基金属有机骨架核心材料MIL-88A即Fe-MOF杂化纳米颗粒为内核的杂化纳米颗粒;所述Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒中所述Pt纳米颗粒的直径为2-4nm,所述Fe-MOF杂化纳米颗粒的平均长度约为450nm,宽度约为320nm,所述制备方法包括如下步骤:
步骤1:采用水热法,将富马酸和FeCl3·6H2O混合在水中,搅拌后,在85℃下自成核,制备出单分散的所述铁基金属有机骨架核心材料MIL-88A;
步骤2:在步骤1所得产物中加入聚乙烯吡咯烷酮PVP后在室温下搅拌,得到Fe-MOF@PVP复合物作为中间体;
步骤3:通过微乳化技术在所述Fe-MOF@PVP复合物上涂覆二氧化硅,将步骤2所得所述Fe-MOF@PVP复合物悬浮在乙醇中以形成分散均匀的溶液,在剧烈搅拌下将NH4OH溶液和正硅酸乙酯TEOS加入其中,将反应产物收集并表示为Fe-MOF@PVP@SiO2;
步骤4:在所述Fe-MOF@PVP@SiO2上引入氨基,将步骤3所得所述Fe-MOF@PVP@SiO2悬浮在乙醇中得分散液,将3-氨丙基三乙氧基硅烷APTES滴入分散液中,搅拌后以形成氨基有机硅的光滑表面;
步骤5:将氨基官能化的所述Fe-MOF@PVP@SiO2溶于水中,加入Pt-PVP溶液得到金属-有机框架杂化材料Fe-MOF/Pt杂化物;
步骤6:重复步骤5合成不同粒径Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒。
2.如权利要求1所述的新型杂化金属纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤1中,所述富马酸质量为5-10g,所述FeCl3·6H2O质量为1-2g,所述水的体积为100mL,搅拌1h,自成核时间为16-24小时。
3.如权利要求1所述的新型杂化金属纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤2中,所述聚乙烯吡咯烷酮PVP的质量为0.2-0.4g,搅拌1-2小时。
4.如权利要求1所述的新型杂化金属纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤3中,所述NH4OH溶液为2-4mL,所述TEOS为1-3μL。
5.如权利要求1所述的新型杂化金属纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤4中,所述APTES为20-30μL,搅拌16-20小时。
6.如权利要求1所述的新型杂化金属纳米材料的制备方法,其特征在于,步骤5中,所述Pt-PVP溶液为3-6mL。
7.如权利要求1所述的新型杂化金属纳米材料在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用,其特征在于,包括如下步骤:
步骤a:仪器与试剂的准备:基质辅助激光解吸离子化质谱,阳离子反射模式;
步骤b:将得到的Pt纳米颗粒包裹的Fe-MOF杂化纳米颗粒分散在水中,得到Fe-MOF/Pt杂化纳米颗粒分散液,用作激光解吸/电离质谱LDIMS分析的基质。
步骤c:配比标准分子溶解在去离子水中;
步骤d:在质谱靶板上进行样品制备,室温下干燥;
步骤e:对不同小分子物质进行检测;
步骤f:对质谱检测结果进行统计学分析,得出结论。
8.如权利要求7所述的新型杂化金属纳米材料在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用,其特征在于,步骤c中,所述标准分子为色氨酸、缬氨酸、甘露醇、丝氨酸、精氨酸、蔗糖、赖氨酸或谷氨酸中一种或多种。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011505940.8A CN112730323B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202011505940.8A CN112730323B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN112730323A CN112730323A (zh) | 2021-04-30 |
CN112730323B true CN112730323B (zh) | 2022-04-29 |
Family
ID=75603688
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202011505940.8A Active CN112730323B (zh) | 2020-12-18 | 2020-12-18 | 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN112730323B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112730323B (zh) * | 2020-12-18 | 2022-04-29 | 上海交通大学 | 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 |
US20240353420A1 (en) * | 2021-07-02 | 2024-10-24 | Shanghai Jiao Tong University | Nanomaterial-enhanced chips and their applications in laser desorption ionization mass spectrometry detection of small molecule metabolites |
CN117686476B (zh) * | 2023-12-13 | 2024-11-12 | 上海市胸科医院 | 混合双金属等离子体阵列及制备方法和等离子体阵列辅助激光解吸电离质谱检测方法及应用 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104624160A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-20 | 北京科技大学 | 一种导热增强型金属有机框架气体存储材料的制备方法 |
CN107340245A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-11-10 | 宁波大学 | 一种检测食品中土霉素的比色检测探针及其检测方法 |
CN107389568A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-11-24 | 宁波大学 | 一种检测卡那霉素的比色检测探针及其检测方法 |
CN109616672A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-12 | 安徽师范大学 | ZIF-8@FeMOF衍生的Fe-N共掺杂碳材料及其制备方法和应用 |
CN112730323A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 上海交通大学 | 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10182593B2 (en) * | 2011-08-01 | 2019-01-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Porous catalytic matrices for elimination of toxicants found in tobacco combustion products |
CN106807942B (zh) * | 2015-11-30 | 2019-06-04 | 浙江亿纳谱生命科技有限公司 | 一种核壳结构纳米基质及其制备与应用 |
CN108344793B (zh) * | 2018-02-08 | 2023-08-25 | 浙江亿纳谱生命科技有限公司 | 一种基质及其制备方法、代谢分子的质谱分析检测方法 |
-
2020
- 2020-12-18 CN CN202011505940.8A patent/CN112730323B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104624160A (zh) * | 2015-01-21 | 2015-05-20 | 北京科技大学 | 一种导热增强型金属有机框架气体存储材料的制备方法 |
CN107340245A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-11-10 | 宁波大学 | 一种检测食品中土霉素的比色检测探针及其检测方法 |
CN107389568A (zh) * | 2017-05-23 | 2017-11-24 | 宁波大学 | 一种检测卡那霉素的比色检测探针及其检测方法 |
CN109616672A (zh) * | 2018-11-30 | 2019-04-12 | 安徽师范大学 | ZIF-8@FeMOF衍生的Fe-N共掺杂碳材料及其制备方法和应用 |
CN112730323A (zh) * | 2020-12-18 | 2021-04-30 | 上海交通大学 | 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 |
Non-Patent Citations (5)
Title |
---|
"A multiple signal amplified colorimetric aptasensor for antibiotics measurement using DNAzyme labeled Fe-MIL-88-Pt as novel peroxidase mimic tags and CSDP target-triggered cycles";Qian Luan 等;《Talanta》;20181231;第187卷;第 27–34页 * |
"Colorimetric and electrochemical (dual) thrombin assay based on the use of a platinum nanoparticle modified metal-organic framework (type Fe-MIL-88) acting as a peroxidase mimic";Ting Cheng 等;《Micorochimica Acta》;20191231;第186卷(第94期);第94-1至8页 * |
"Magnetic-metal organic framework(magnetic-MOF):A novel platform for enzyme immobilization and nanozyme applications";Shamraja S. Nadar 等;《International Journal of Biological Macromolecules》;20181231;第120卷;第2293–2302页 * |
"基于电化学传感的卡那霉素及microRNA痕量检测新方法研究";段雨晴;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 》;20200830(第8期);E079-40页 * |
"适用于食品中抗生素残留快速筛查的比色适配体传感器研究";栾倩;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技I辑》;20190228(第2期);B014-095页 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN112730323A (zh) | 2021-04-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112730323B (zh) | 一种新型杂化金属纳米材料,其制备方法及其在基质辅助激光解吸离子化质谱中的应用 | |
Abdelhamid | Nanoparticle-based surface assisted laser desorption ionization mass spectrometry: a review | |
Kailasa et al. | Nanomaterial-based miniaturized extraction and preconcentration techniques coupled to matrix-assisted laser desorption/ionization mass spectrometry for assaying biomolecules | |
CN106566879B (zh) | 用于生物分子筛选或检测的编码微球及其制备方法和应用 | |
CN106807942B (zh) | 一种核壳结构纳米基质及其制备与应用 | |
CN106338542A (zh) | 一种利用质谱检测血清小分子代谢物的方法 | |
CN106814128B (zh) | 一种利用质谱检测外泌体小分子代谢物的方法 | |
CN104865247A (zh) | 基于纳米金聚集的显色方法在免疫检测中的应用 | |
CN106807941A (zh) | 一种贵金属核壳结构纳米粒子及其制备与应用 | |
CN111413394A (zh) | SiO2核/Au壳纳米材料作为基质在MALDI-TOF MS检测中的应用 | |
CN111458399B (zh) | 一种基于钯金核壳微纳材料的低分子量物质质谱检测方法 | |
CN107643337B (zh) | 一种基质及其制备方法、生物样品检测方法 | |
Qiu et al. | Co3O4 nanocrystals as matrices for the detection of amino acids, harmful additives and pesticide residues by MALDI-TOF MS | |
Li et al. | Instrument-free enrichment and detection of phosphopeptides using paper-based Phos-PAD | |
CN102706814A (zh) | 以裸纳米金为显色探针的三聚氰胺快速测定方法 | |
CN113219045B (zh) | 一种复合纳米材料、制备方法及其应用 | |
CN108344793B (zh) | 一种基质及其制备方法、代谢分子的质谱分析检测方法 | |
Trapiella-Alfonso et al. | Mass spectrometry for the characterization of gold nanoparticles | |
CN111747447B (zh) | 一种核壳金属基质及其制备与应用 | |
Cernei et al. | Isolation of biogenic amines using paramagnetic microparticles off-line coupled with ion exchange liquid chromatography | |
CN105929181A (zh) | 一种基于纳米材料的生物检材中海洛因的检验方法 | |
CN107356662B (zh) | 一种基质材料及其制备方法和应用、生物样本检测方法 | |
CN114397287B (zh) | 一种基于PEI-rGO@Ag复合纳米材料的SERS基底及其制备方法和应用 | |
Olaitan et al. | Small‐and large‐sized iron (II, III) oxide nanoparticles for surface‐assisted laser desorption/ionization mass spectrometry of small biomolecules | |
CN110057803A (zh) | 一种利用荧光材料和生物聚合物自组装体系检测脲酶的方法 |
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 |