CN113318482B - 一种亲水杂化材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于色谱固定相材料技术领域,特别涉及一种亲水杂化材料及其制备方法和应用。本发明提供了一种亲水杂化材料的制备方法,首先采用模板剂、溶胀剂和硅源,通过溶胶‑凝胶反应合成介孔无机硅材料,酸化后进行乙烯基修饰,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料,最后采用光引发巯基‑烯点击反应将谷胱甘肽键合到乙烯基功能化杂化介孔硅材料料的表面,得到亲水杂化材料。本发明提供的制备方法操作简单、易于掌握,可大规模扩大生产;所得到的亲水杂化材料具有优良的糖肽富集性能。
Description
技术领域
本发明属于色谱固定相材料技术领域,特别涉及一种亲水杂化材料及其制备方法和应用。
背景技术
蛋白质糖基化是一种非常重要的蛋白质翻译后修饰,其形成的糖蛋白参与许多重要的生命进程,如免疫应答、信息传递、细胞迁移等。目前,蛋白质的糖基化分析通常是通过高效液相色谱(high-performance liquid chromatography,HPLC)与质谱(Massspectrometry,MS)联用技术来实现。由于蛋白质中非糖基化肽的共存,在进行MS分析时,糖肽的信号受到非糖基化肽段的抑制。所以,在MS分析之前,要对糖肽进行富集。目前常用的糖肽富集方法,主要包括肼化学反应法、硼酸化学反应法、凝集素亲和法和亲水作用色谱等,其中亲水作用色谱(Hydrophilic interaction liquid chromatography,HILIC)由于对糖肽可以进行无差别式富集,糖基化鉴定覆盖率高,而且易于与HPLC-MS联用等优点,受到了越来越多的关注。但目前亲水作用色谱法依然存在对亲水性基质选择性不足的缺点,非糖肽不能被有效去除,影响了糖肽的质谱响应。
因此,寻找和制备新型糖肽富集材料依然是研究人员的重点。寻求一种制备过程简单且糖肽富集性能优良的亲水杂化材料,以满足糖肽富集材料的需求,具有重要的科研意义和极大的产业价值。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种亲水杂化材料及其制备方法。本发明提供的制备方法过程简单、易于掌握,制备所得到的亲水杂化材料具有糖肽富集性能优良的特点;本发明还提供了一种亲水杂化材料的应用。
为了实现上述发明的目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种亲水杂化材料的制备方法,包括以下步骤:
将模板剂、溶胀剂、盐酸溶液和硅源混合,进行水解缩聚反应,得到溶胶;
将所述溶胶进行陈化后煅烧,得到介孔无机硅材料;
将所述介孔无机硅材料酸化,得到活化介孔无机硅材料;
将所述活化介孔无机硅材料与甲苯混合后,向所得反应体系中加入三乙胺进行第一保温后,向所得反应体系中加入二甲基乙烯基氯硅烷进行接枝反应,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料;
将含谷胱甘肽、光引发剂和溶剂的修饰液与所述乙烯基功能化杂化介孔硅材料混合,进行点击反应,得到亲水杂化材料。
优选的,所述模板剂的质量、溶胀剂的体积、盐酸溶液的体积和硅源的体积的比为(0.4~0.7)g:(0.5~1.2)mL:(30~50)mL:(2~3)mL;所述盐酸溶液的摩尔浓度为1.4~2.6mol/L;
所述模板剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物;所述溶胀剂为1,3,5-三甲基苯;所述硅源为硅酸四乙酯;
所述水解缩聚反应的温度为12~15℃,时间为20~24h。
优选的,所述陈化的温度为130~170℃,时间为12~120h;
所述煅烧的温度为500~600℃,时间为5~6h。
优选的,所述酸化用酸化剂为盐酸溶液;所述盐酸溶液的体积百分浓度为10~20%;所述介孔无机硅材料的质量与盐酸溶液的体积的比为(0.3~0.8)g:(25~40)mL;
所述酸化的温度为110~130℃,时间为5~8h。
优选的,所述活化介孔无机硅材料的质量与甲苯的体积的比为(300~800)mg:(10~25)mL;所述甲苯、三乙胺和二甲基乙烯基氯硅烷的体积比为(10~25):(0.3~0.5):(0.2~0.4);
所述第一保温的温度为45~60℃,时间为30~45min;
所述接枝反应的温度为45~60℃,时间为10~14h。
优选的,所述谷胱甘肽的质量、光引发剂的质量和溶剂的体积的比为(500~700)mg:(20~35)mg:(25~40)mL;所述溶剂为乙醇水溶液;所述乙醇水溶液中乙醇的体积百分浓度为40~70%。
优选的,所述点击反应包括依次进行第一点击反应和第二点击反应;
所述第一点击反应中乙烯基功能化杂化介孔硅材料的质量和修饰液的体积的比为(200~400)mg:(5~15)mL;所述第一点击反应中紫外光的波长为365nm,强度为540lux,曝光时间为10~30min;
所述第二点击反应中乙烯基功能化核壳硅胶材料的质量和修饰液的体积的比为(200~400)mg:(5~15)mL;所述第二点击反应中紫外光的波长为365nm,强度为540lux,曝光时间为10~30min。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的亲水杂化材料。
本发明还提供了上述技术方案所述亲水杂化材料在蛋白质糖基化分析领域中的应用。
优选的,所述应用为将所述亲水杂化材料作为糖肽富集材料用于蛋白质糖基化分析中糖肽的分离富集。
本发明提供了一种亲水杂化材料的制备方法,包括以下步骤:将模板剂、溶胀剂、盐酸溶液和硅源混合,进行水解缩聚反应,得到溶胶;将所述溶胶进行陈化后煅烧,得到介孔无机硅材料;将所述介孔无机硅材料酸化,得到活化介孔无机硅材料;将所述活化介孔无机硅材料与甲苯混合后,向所得反应体系中加入三乙胺进行第一保温后,向所得反应体系中加入二甲基乙烯基氯硅烷进行接枝反应,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料;将含谷胱甘肽、光引发剂和溶剂的修饰液与所述乙烯基功能化杂化介孔硅材料混合,进行点击反应,得到亲水杂化材料。本发明首先采用模板剂、溶胀剂和硅源,通过溶胶-凝胶反应合成介孔无机硅材料,酸化后进行乙烯基修饰,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料,最后采用光引发巯基-烯点击反应将谷胱甘肽键合到乙烯基功能化杂化介孔硅材料料的表面,得到亲水杂化材料。本发明提供的制备方法操作简单、易于掌握,可大规模扩大生产;所得到的亲水杂化材料具有优良的糖肽富集性能。
实施例测试结果表明,采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和标准蛋白IgG,对本发明所述制备方法得到的亲水性纳米核壳材料的糖肽富集效果进行检测,富集前,谱图中峰强度较高的信号绝大多数为非糖肽,糖肽的信号几乎都被抑制了,仅检测出2条,富集后,非糖肽明显减少,可以检测到26条典型的N-连接糖肽,糖肽富集效果优异。
附图说明
图1为本发明制备方法中介孔无机硅材料的制备示意图和亲水杂化材料的制备示意图,其中(A)为介孔无机硅材料的制备示意图,(B)为亲水杂化材料的制备示意图;
图2为为本发明提供的亲水杂化材料的结构示意图;
图3为实施例1所得亲水杂化材料的氮气吸附/脱附曲线;
图4为实施例1所得亲水杂化材料的孔径分布图;
图5为实施例1制备得到的无机介孔硅材料和亲水杂化材料的傅里叶变换-红外光谱对比图,其中A为无机介孔硅材料的傅里叶变换-红外光谱图,B为亲水杂化材料的傅里叶变换-红外光谱图;
图6为实施例2所得亲水杂化材料的氮气吸附/脱附曲线;
图7为实施例2所得亲水杂化材料的孔径分布图;
图8为实施例1~2所得亲水杂化材料对免疫球蛋白(IgG)酶解液富集前后的质谱对比图,其中,A是富集前,B是实施例1所得亲水杂化材料富集后,C是酶切后,D是实施例2所得亲水杂化材料富集后。
具体实施方式
本发明提供了一种亲水杂化材料的制备方法,包括以下步骤:
将模板剂、溶胀剂、盐酸溶液和硅源混合,进行水解缩聚反应,得到溶胶;
将所述溶胶进行陈化后煅烧,得到介孔无机硅材料;
将所述介孔无机硅材料酸化,得到活化介孔无机硅材料;
将所述活化介孔无机硅材料与甲苯混合后,向所得反应体系中加入三乙胺进行第一保温后,向所得反应体系中加入二甲基乙烯基氯硅烷进行接枝反应,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料;
将含谷胱甘肽、光引发剂和溶剂的修饰液与所述乙烯基功能化杂化介孔硅材料混合,进行点击反应,得到亲水杂化材料。
在本发明中,若无特殊说明,所述制备方法中各组分均采用本领域技术人员熟知的市售商品。
本发明将模板剂、溶胀剂、盐酸溶液和硅源混合,进行水解缩聚反应,得到溶胶。
在本发明中,所述模板剂的质量、溶胀剂的体积、盐酸溶液的体积和硅源的体积的比优选为(0.4~0.7)g:(0.5~1.2)mL:(30~50)mL:(2~3)mL,更优选为(0.45~0.6)g:(0.6~1)mL:(30~45)mL:(2.2~2.8)mL。在本发明中,所述盐酸溶液的摩尔浓度优选为1.4~2.6mol/L,更优选为1.6~2.4mol/L。
在本发明中,所述模板剂优选为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物(F127)。在本发明中,所述溶胀剂优选为1,3,5-三甲基苯(TMB)。在本发明中,所述硅源优选为硅酸四乙酯(TEOS)。
在本发明中,所述水解缩聚反应的温度优选为12~15℃,更优选为13~15℃;时间优选为20~24h,更优选为21~24h。
得到溶胶后,本发明将所述溶胶进行陈化后煅烧,得到介孔无机硅材料。
在本发明中,所述陈化的温度优选为130~170℃,更优选为130~160℃;时间优选为12~120h,更优选为24~96h。在本发明中,所述煅烧的温度优选为500~600℃,更优选为520~580℃;时间优选为5~6h,更优选为5~5.7h。
在所述煅烧前,本发明优选还包括对陈化的产物依次进行过滤和干燥。本发明对所述过滤和干燥没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的过滤和干燥即可。
得到介孔无机硅材料后,本发明将所述介孔无机硅材料酸化,得到活化介孔无机硅材料。
在本发明中,所述酸化用酸化剂优选为盐酸溶液;所述盐酸溶液的体积百分浓度优选为10~20%,更优选为12~18%。在本发明中,所述介孔无机硅材料的质量与盐酸溶液的体积的比优选为(0.3~0.8)g:(25~40)mL,更优选为(0.4~0.7)g:(27~35)mL。在本发明中,所述酸化的温度优选为110~130℃,更优选为110~125℃;时间优选为5~8h,更优选为5~7h。在本发明中,所述酸化优选在回流的条件下进行;本发明对所述回流的流速没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的回流速率即可。
在所述酸化后,本发明优选还包括对酸化产物依次进行过滤和洗涤。本发明对所述过滤和洗涤没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的过滤和洗涤即可。
得到活化介孔无机硅材料后,本发明将所述活化介孔无机硅材料与甲苯混合后,向所得反应体系中加入三乙胺进行第一保温后,向所得反应体系中加入二甲基乙烯基氯硅烷进行接枝反应,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料。
在本发明中,所述活化介孔无机硅材料的质量与甲苯的体积的比优选为(300~800)mg:(10~25)mL,更优选为(400~700)mg:(15~20)mL。在本发明中,所述甲苯、三乙胺和二甲基乙烯基氯硅烷的体积比优选为(10~25):(0.3~0.5):(0.2~0.4),更优选为(12~20):(0.35~0.45):(0.22~0.35)。在本发明中,所述活化介孔无机硅材料、甲苯和三乙胺的混合优选在搅拌的条件下进行;本发明对所述搅拌的速率没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。在本发明中,所述第一保温的温度优选为45~60℃,更优选为50~55℃;时间优选为30~45min,更优选为33~40min。在本发明中,所述接枝反应的温度优选为45~60℃,更优选为50~55℃;时间优选为10~14h,更优选为11~13h。在本发明中,所述接枝反应优选在搅拌的条件下进行,更优选在磁力搅拌的条件下进行;本发明对所述搅拌的速率没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的搅拌速率即可。
在所述接枝反应后,本发明优选还包括对接枝反应所得产物进行醇洗;所述醇洗用试剂优选为甲醇;本发明对所述醇洗的方式没有特殊限定,以本领域技术人员熟知的清洗方式即可。本发明通过醇洗去除所述接枝反应所得产物附着的未反应的二甲基乙烯基氯硅烷和三乙胺。
得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料后,本发明将含谷胱甘肽、光引发剂和溶剂的修饰液与所述乙烯基功能化杂化介孔硅材料混合,进行点击反应,得到亲水杂化材料。
在本发明中,所述谷胱甘肽的质量、光引发剂的质量和溶剂的体积的比优选为(500~700)mg:(20~35)mg:(25~40)mL,更优选为(500~650)mg:(22~30)mg:(25~35)mL。在本发明中,所述溶剂优选为乙醇水溶液;所述乙醇水溶液中乙醇的体积百分浓度优选为40~70%,更优选为45~65%。在本发明中,所述光引发剂优选为安息香双甲醚(DMPA)。
在本发明中,所述点击反应优选包括依次进行第一点击反应和第二点击反应。
在本发明中,所述第一点击反应中乙烯基功能化杂化介孔硅材料的质量和修饰液的体积的比优选为(200~400)mg:(5~15)mL,更优选为(230~350)mg:(7~15)mL。在本发明中,所述第一点击反应中紫外光的波长优选为365nm,强度优选为540lux,曝光时间优选为10~30min。
在本发明中,所述第二点击反应中乙烯基功能化核壳硅胶材料的质量和修饰液的体积的比优选为(200~400)mg:(5~15)mL,更优选为(230~350)mg:(7~15)mL。在本发明中,所述第二点击反应中紫外光的波长优选为365nm,强度优选为540lux,曝光时间优选为10~30min。
在所述第二点击反应前,本发明优选还包括将所述第一点击反应体系中的修饰液移除后搅动第一点击反应结束后所得产物。在本发明中,所述移除修饰液的设备优选为移液枪。
在所述第二点击反应后,本发明优选还包括依次进行的清洗和真空干燥。在本发明中,所述清洗用清洗液优选为乙醇的水溶液;所述乙醇的水溶液中乙醇的体积百分含量优选为40~70%,更优选为40~65%。在本发明中,所述清洗的次数优选为3~5次。本发明对所述清洗的方式没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的清洗方式即可。在本发明中,所述真空干燥的温度优选为50~100℃,更优选为55~90℃;时间优选为12~24h,更优选为15~21h;本发明对所述真空干燥的真空度没有特殊限定,采用本领域技术人员熟知的真空度即可。
图1为本发明所述制备方法中介孔无机硅材料的制备示意图和亲水杂化材料的制备示意图,其中图1中的(A)为介孔无机硅材料的制备示意图,图1中的(B)为亲水杂化材料的制备示意图。由图1可见,本发明所述制备方法为首先采用模板剂、溶胀剂和硅源,通过溶胶-凝胶反应合成介孔无机硅材料,酸化后进行乙烯基修饰,得到得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料,最后采用光引发巯基-烯点击反应将谷胱甘肽键合到得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料料的表面,得到亲水杂化材料。。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的亲水杂化材料。
在本发明中,所述亲水杂化材料的结构示意图如图2所示。
本发明还提供了上述技术方案所述亲水杂化材料在蛋白质糖基化分析领域中的应用。
在本发明中,所述应用优选为将所述亲水杂化材料作为糖肽富集材料用于蛋白质糖基化分析中糖肽的分离富集。
为了进一步说明本发明,下面结合实施例对本发明提供的一种亲水杂化材料及其制备方法和应用进行详细地描述,但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例所用试剂均为市售。
实施例1
将30mL的2mol/L的盐酸溶液、0.5g模板剂F127、0.7mL溶胀剂TMB和2.21mL硅源TEOS混合,于14℃下搅拌24h,得到溶胶;
将所得溶胶放入反应釜中,于130℃下陈化72h,过滤,干燥后在550℃下煅烧5h,得到介孔无机硅材料;
将0.5g所述介孔无机硅分散到30mL体积百分浓度为15%的盐酸溶液中,于110℃温度条件下回流5h,过滤,洗涤得到活化介孔无机硅材料;
将500mg所述活化介孔无机硅材料分散在15mL甲苯中,升温至55℃后,搅拌条件下加入0.4mL的三乙胺,反应35min后,再加入0.25mL二甲基乙烯基氯硅烷,55℃磁力搅拌12h进行接枝反应,反应后将所得产物用甲醇洗涤,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料;
将500mg谷胱甘肽和25mg的DMPA溶解在25mL体积浓度为50%的乙醇的水溶液中,得到修饰液;将250mg乙烯基功能化杂化介孔硅材料置于15mL修饰液中,使乙烯基功能化杂化介孔硅材料完全浸没于修饰液中于波长为365nm的紫外光照下曝光20min,用移液枪去除修饰液后用轻轻搅动材料,再添加10mL修饰液,于波长为365nm的紫外光照下曝光30min,最后用体积百分含量为40%的乙醇的水溶液洗涤所得到的材料3次,60℃条件下真空干燥16h,得到亲水杂化材料。
对所得亲水杂化材料进行氮气吸附/脱附测试,所得氮气吸附/脱附见图3;由图3可见,本实施例提供的亲水杂化材料的BET比表面积为740m2/g,孔体积为0.61cm3/g。对所得亲水杂化材料的孔径分布进行测定,所得孔径分布曲线见图4。由图4可见,本发明提供的亲水杂化材料的孔径为3.8nm左右的介孔,且孔径分布相对集中,这表明本实施例所得亲水杂化材料的孔径较为一致,并且孔道连通性良好。
对实施例1所得无机介孔硅材料和亲水杂化材料进行傅里叶变换-红外光谱测试,所得傅里叶变换-红外光谱图对比图见图5,其中图5中的A为无机介孔硅材料的傅里叶变换-红外光谱图,图5中的B为亲水杂化材料的傅里叶变换-红外光谱图。由图5中的A可见,最明显的1080cm-1和795cm-1吸收峰是由于合成时使用TEOS作为硅源,Si-O-Si键所产生的伸缩振动;而经过修饰后,1398cm-1处的吸收峰可归因于谷胱甘肽中羧酸的O-H的弯曲振动,而1642cm-1是C=O的伸缩振动的特征吸收、1557cm-1是N-H的变形振动的特征吸收,这是两个吸收峰是产生是因为谷胱甘肽中酰胺基团的存在;2930cm-1是-CH2伸缩振动的吸收峰,3400cm-1处的宽峰是由于-NH和-OH伸缩振动的重叠所造成的。这说明谷胱甘肽被成功修饰到无机介孔硅材料上,谷胱甘肽功能化的亲水杂化材料制备成功。
实施例2
将30mL的2mol/L的盐酸溶液、0.5g模板剂F127、0.7mL溶胀剂TMB和2.21mL硅源TEOS混合,于14℃下搅拌24h,得到溶胶;
将所得溶胶放入反应釜中,于100℃下陈化24h,过滤,干燥后在550℃下煅烧5h,得到介孔无机硅材料;
将0.5g所述介孔无机硅分散到30mL体积百分浓度为15%的盐酸溶液中,于110℃温度条件下回流5h,过滤,洗涤得到活化介孔无机硅材料;
将500mg所述活化介孔无机硅材料分散在15mL甲苯中,升温至55℃后,搅拌条件下加入0.4mL的三乙胺,反应35min后,再加入0.25mL二甲基乙烯基氯硅烷,55℃磁力搅拌12h进行接枝反应,反应后将所得产物用甲醇洗涤,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料;
将500mg谷胱甘肽和25mg的DMPA溶解在25mL体积浓度为50%的乙醇的水溶液中,得到修饰液;将250mg乙烯基功能化杂化介孔硅材料置于15mL修饰液中,使乙烯基功能化杂化介孔硅材料完全浸没于修饰液中于波长为365nm的紫外光照下曝光20min,用移液枪去除修饰液后用轻轻搅动材料,再添加10mL修饰液,于波长为365nm的紫外光照下曝光30min,最后用体积百分含量为40%的乙醇的水溶液洗涤所得到的材料3次,60℃条件下真空干燥16h,得到亲水杂化材料。
对所得亲水杂化材料进行氮气吸附/脱附测试,所得氮气吸附/脱附见图6;由图6可见,本实施例所得亲水杂化材料的BET测试比表面积为198m2/g,孔体积为0.69cm3/g。对本实施例所得亲水杂化材料的孔径分布进行测定,所得孔径分布曲线见图7。由图7可见,本实施例提供的亲水杂化材料的介孔平均孔径为12.23nm,可以看出孔径分布明显变宽,说明本实施例所得亲水杂化材料孔道结构是由小孔和较大孔相互嵌套所组成的复合孔。
应用例1
IgG酶解样品的制备:首先将2mg人血清免疫球蛋白(HumanimmunoglobulinG,IgG)溶解于含8M尿素的50mM的Tris缓冲液(pH为8.3)中,然后用20μmol的DTT在37℃时还原2h,再加入10μmol的IAA,于室温下避光反应40min;反应结束后,加入50mM的Tris缓冲液(pH为8.3),将溶液中的尿素浓度稀释至1M,随后按照酶和底物的质量比为1:40的比例加入胰蛋白酶(Tripsin),于37℃下反应16h,蛋白酶解液经TFA酸化后用自制的C18-SPE柱除盐,冷冻干燥后置于-20℃下保存。
标准糖蛋白酶解液的富集:首先取3mg的亲水杂化材料用200μL上样液ACN/H2O/TFA(89/10/1,v/v/v)洗两次,之后加入190μL的ACN/H2O/TFA(89/10/1,v/v/v)和10μg的IgG蛋白酶解液;在室温下轻微振荡孵育30min后,离心弃去上清,再用200μL上样液ACN/H2O/TFA(89/10/1,v/v/v)进行非特异性洗脱2次;最后用100μL洗脱液ACN/H2O/TFA(30/69/1,v/v/v)将材料上富集到的糖肽洗脱下来;所得洗脱液用MALDI-TOF MS分析。
采用标准蛋白IgG评价材料的糖肽富集效果;用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)进行检测,检测结果见图8,其中,图8中的A为富集前,图8中的B是实施例1所得亲水杂化材料富集后,图8中的C是酶切后,图8中的D是实施例2所得亲水杂化材料富集后。由图8中的A可见,富集前,谱图中峰强度较高的信号绝大多数为非糖肽,糖肽的信号几乎都被抑制了,仅检测出2条;富集后,非糖肽信号明显减少,可以检测到26条典型的N-连接糖肽。实施例1所得亲水杂化材料富集到的IgG酶解液中糖肽的分子量及糖型组成见表1。
由图8中的C可见,为了验证富集的肽段均为糖肽,肽段采用PNGase F酶进行去糖基化处理后,糖肽信号基本消失,仅能见到两条明显的肽段信号(EEQFNSTFR,m/z=1157.92;EEQYNSTYR,m/z=1189.87),这说明亲水杂化材料从IgG中所富集的肽段均为糖肽。
表1实施例1所得亲水杂化材料富集到的IgG酶解液中糖肽的分子量及糖型组成
说明:表1中N#表示糖基化位点;Hex:甘露糖;HexNAc:N-乙酰葡糖胺;Fuc:岩藻糖。
应用例2
将实施例2所得亲水杂化材料代替实施例1所得亲水杂化材料,按照应用例1的方法进行糖肽富集测试,检测结果见图8。由图8中的D图可见,实施例2所得亲水杂化材料在IgG酶解液中富集到了22条糖肽,具有良好的糖肽富集效果。实施例2所得亲水杂化材料富集到的IgG酶解液中糖肽的分子量及糖型组成见表2。
表2实施例2所得亲水杂化材料富集到的IgG酶解液中糖肽的分子量及糖型组成
说明:表1中N#表示糖基化位点;Hex:甘露糖;HexNAc:N-乙酰葡糖胺;Fuc:岩藻糖。
本发明提供的制备方法操作简单、易于掌握,可大规模扩大生产;所得到的亲水杂化材料具有优良的糖肽富集性能。实施例测试结果表明,采用基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF-MS)和标准蛋白IgG,对本发明所述制备方法得到的亲水性纳米核壳材料的糖肽富集效果进行检测,富集前,谱图中峰强度较高的信号绝大多数为非糖肽,糖肽的信号几乎都被抑制了,仅检测出一条,富集后,非糖肽明显减少,可以检测到26条典型的N-连接糖肽,糖肽富集效果优异,满足糖肽富集材料的需求,具有重要的科研意义和极大的产业价值。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种亲水杂化材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
将模板剂、溶胀剂、盐酸溶液和硅源混合,进行水解缩聚反应,得到溶胶;
将所述溶胶进行陈化后煅烧,得到介孔无机硅材料;
将所述介孔无机硅材料酸化,得到活化介孔无机硅材料;
将所述活化介孔无机硅材料与甲苯混合后,向所得反应体系中加入三乙胺进行第一保温后,向所得反应体系中加入二甲基乙烯基氯硅烷进行接枝反应,得到乙烯基功能化杂化介孔硅材料;
将含谷胱甘肽、光引发剂和溶剂的修饰液与所述乙烯基功能化杂化介孔硅材料混合,进行点击反应,得到亲水杂化材料;
所述模板剂为聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三嵌段共聚物;所述溶胀剂为1,3,5-三甲基苯;所述硅源为硅酸四乙酯。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述模板剂的质量、溶胀剂的体积、盐酸溶液的体积和硅源的体积的比为(0.4~0.7)g:(0.5~1.2)mL:(30~50)mL:(2~3)mL;所述盐酸溶液的摩尔浓度为1.4~2.6mol/L;
所述水解缩聚反应的温度为12~15℃,时间为20~24h。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述陈化的温度为130~170℃,时间为12~120h;
所述煅烧的温度为500~600℃,时间为5~6h。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述酸化用酸化剂为盐酸溶液;所述盐酸溶液的体积百分浓度为10~20%;所述介孔无机硅材料的质量与盐酸溶液的体积的比为(0.3~0.8)g:(25~40)mL;
所述酸化的温度为110~130℃,时间为5~8h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述活化介孔无机硅材料的质量与甲苯的体积的比为(300~800)mg:(10~25)mL;所述甲苯、三乙胺和二甲基乙烯基氯硅烷的体积比为(10~25):(0.3~0.5):(0.2~0.4);
所述第一保温的温度为45~60℃,时间为30~45min;
所述接枝反应的温度为45~60℃,时间为10~14h。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述谷胱甘肽的质量、光引发剂的质量和溶剂的体积的比为(500~700)mg:(20~35)mg:(25~40)mL;所述溶剂为乙醇水溶液;所述乙醇水溶液中乙醇的体积百分浓度为40~70%。
7.根据权利要求1或6所述的制备方法,其特征在于,所述点击反应包括依次进行第一点击反应和第二点击反应;
所述第一点击反应中乙烯基功能化杂化介孔硅材料的质量和修饰液的体积的比为(200~400)mg:(5~15)mL;所述第一点击反应中紫外光的波长为365nm,强度为540lux,曝光时间为10~30min;
所述第二点击反应中乙烯基功能化核壳硅胶材料的质量和修饰液的体积的比为(200~400)mg:(5~15)mL;所述第二点击反应中紫外光的波长为365nm,强度为540lux,曝光时间为10~30min。
8.权利要求1~7任一项所述制备方法制备得到的亲水杂化材料。
9.权利要求8所述亲水杂化材料在蛋白质糖基化分析领域中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,所述应用为将所述亲水杂化材料作为糖肽富集材料用于蛋白质糖基化分析中糖肽的分离富集。
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