一種刷型肼聚合物功能化磁性納米材料及其製備和應用的製作方法

2023-10-11 16:32:59 2

一種刷型肼聚合物功能化磁性納米材料及其製備和應用的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種刷型肼聚合物功能化磁性納米材料製備及其在糖肽或糖蛋白富集中的應用。在納米材料表面引入可逆加成斷裂鏈轉移(RAFT)試劑後，加入有機聚合反應功能單體和有機聚合反應引發劑，有機功能單體在可逆加成斷裂鏈轉移試劑的調控下進行可控自由基聚合反應，製備出含刷型聚合物的有機-無機雜化納米材料。該有機-無機雜化納米材料的製備過程簡單、反應條件溫和，並可以應用於複雜生物樣品中糖肽或糖蛋白的富集。
【專利說明】一種刷型肼聚合物功能化磁性納米材料及其製備和應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及糖基化肽的分離富集，具體地說是一種刷型肼聚合物功能化磁性納米 材料及其製備，以及其在糖肽或糖蛋白的選擇性分離富集中的應用。

【背景技術】
[0002] 蛋白質糖基化作為一種重要的翻譯後修飾，在蛋白質摺疊、構象穩定和活性等方 面具有重要影響。糖基化蛋白質參與了蛋白質相互作用、免疫應答、細胞通訊、細胞凋亡等 生命過程。糖基化蛋白質的異常變化可以作為腫瘤發生和發展的一種重要標誌。
[0003] 在糖基化蛋白質組分析中，高效液相色譜質譜聯用是分析糖蛋白或者糖肽的一種 有效工具。當樣品直接進質譜分析時，由於糖肽或糖蛋白的含量相對於非糖肽或非糖蛋白 的含量很低，糖肽或糖蛋白的離子信號強度往往會被非糖肽或糖蛋白的離子信號所抑制， 因而在進行蛋白質糖基化分析時，對糖肽或糖蛋白進行預分離和富集是很有必要的。從復 雜的體系中分離富集糖肽或糖蛋白較為有效的方法是醯肼化學法，該方法的主要原理是高 碘酸鈉將糖基上的順式鄰二醇氧化成醛，然後與固定在材料上的肼共價結合，從而達到了 分離富集糖肽或糖蛋白的效果。
[0004] 近年來，儘管有一些商品化的肼材料被廣泛應用於細胞表面糖蛋白的提取，但材 料的分離耗時，因而不適合高通量分析。將肼引入到磁性材料表面可以有效地克服這一 缺陷（文獻I.ZhiqingZouet.al"SynthesisandEvaluationofSuperparamagnetic SilicaParticlesforExtractionofGlycopeptidesintheMicrotiterPlate Format"《AnalyticalChemistry》，2008, 80，1228-1234.文獻 2.ShishengSun et.al''IsolationofN-Iinkedglycopeptidesbyhydrazine-functionalizedmagnetic particles"《Analyticalandbioanalyticalchemistry》，2010,396,3071-3078·)，然 而這些文獻中鍵合到磁球表面的化合物只含有單個肼基團，這樣材料表面的肼含量相對較 低，因此富集到糖肽的量是很有限的。在無機納米粒子表面鍵合刷型聚合物日益引起廣泛 關注，聚合物單體的多樣性決定了聚合物類型的多樣性，而且刷型聚合物容易後修飾，這樣 使得表面鍵合了聚合物的納米材料特異性強，靈敏度高，捕捉量大。在磁核上以RAFT方式 製備了刷型肼聚合物功能化磁性納米材料並應用於糖肽或糖蛋白的分離富集得方法未見 報導。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的在於提供一種刷型肼聚合物功能化磁性納米材料製備及應用，其可 在磁鐵作用下簡單快速地完成糖肽或糖蛋白從複雜生物樣品中高效高選擇性地分離富集。
[0006] 為實現上述目的，本發明採用的技術方案如下：
[0007] -種刷型肼聚合物功能化磁性納米材料，刷型肼聚合物功能化磁性納米材料的結 構示意如下，
[0008]

【權利要求】
1. 一種刷型肼聚合物功能化磁性納米微球，其特徵在於：磁性納米微球是於四氧化化 三鐵表面包裹矽膠後，通過矽膠上的矽烷化反應，於矽膠上鍵合刷型肼聚合物，其結構示意 圖如下，
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2. -種權利要求1所述功能化磁性納米微球的製備方法，其特徵在於：在四氧化三鐵 表面包裹二氧化娃的磁性納米微球表面原位生成RAFT試劑，加入有機聚合反應功能單體 和有機聚合反應引發劑，在RAFT試劑的調控下將功能單體接枝到納米材料表面形成刷型 聚合物功能化磁性納米微球。
3. 根據權利要求2所述的製備，其特徵在於：可按如下步驟操作， (1) 磁性納米微球表面包覆一層二氧化矽：取0. 15-0. 30g四氧化三鐵納米微球在超聲 作用下分散在60-260mL的無水乙醇中，加入15-52mL水，0. 5-3mL質量濃度25-28%的濃氨 水，超聲10-60min，再加入l-5mL正矽酸乙酯（TEOS)，在25-55°C水浴中攪拌l_15h，取出磁 球依次用水和無水乙醇洗滌； (2) 包覆上二氧化矽的磁球進行4-氯甲基苯基功能化反應：將步驟（1)製備的包覆 二氧化矽的磁球置於40-KKTC的真空乾燥箱中乾燥2-24h後，將乾燥的磁球加入10-50mL 甲苯，超聲分散10_40min，在氮氣保護下滴加50-300iiL4-氯甲基苯基三氯矽烷，然後超聲 l-10min，再滴加120-720iiL三乙胺，最終的混合物在氮氣保護下回流6-36h，取出磁球依 次用甲苯、水、乙醇洗滌，然後置於40-80°C的真空乾燥箱中乾燥2-24h; (3) 磁球表面原位生成RAFT試劑：在氮氣保護下，將6. 9-41. 5mg鎂粉和22. 0-46.Omg 碘粒加入到反應瓶中，並向其中加入l-2mL四氫呋喃（內含溴苯1. 4-8. 7iiL)，吹風機加熱 引發後，滴入10_20mL四氫呋喃（內含溴苯28. 9-173. L)，在40-60°C時反應0? 5-3. 0h， 然後冷卻至〇°C，再向其中滴入5-10mL四氫呋喃（內含二硫化碳23. 7-118. 4iiL)，0. 5-4.Oh後，向所得紅色溶液中加入步驟（2)所得磁球，超聲5-30min後,該反應液置於40-60°C的油 浴中反應12-48h，依次用水、乙醇、丙酮洗滌後，置於40-80°C的真空乾燥箱中乾燥2-24h; (4) 甲基丙烯酸縮水甘油酯以RAFT方式聚合得到刷型聚合物磁球：在希萊克試管中， 加入步驟（3)所得磁球，10-30mL四氫呋喃，超聲分散5-30min後，再加入0. 5-2.OmL甲基丙 烯酸縮水甘油酯（GMA)，2.0-8.0mg偶氮二異丁腈（AIBN)，冷凍（-60至-80°C)_脫空氣-溶 解循環2-5次，在氮氣保護下置於50-65°C的油浴中反應12-36h，產物依次用四氫呋喃、乙 醇洗滌後，置於50°C的真空乾燥箱中乾燥2-24h; (5) 刷型聚合物磁球進行肼功能化：將步驟（4)所得磁球分散到20-50mL無水乙醇中， 超聲5-60min後，加入0. 5-3.OmL水合肼，在室溫下攪拌6-36h，最終的產品用乙醇充分洗滌 後，置於40-70°C的真空乾燥箱中乾燥2-24h，製備成刷型肼聚合物功能化磁性納米微球。
4. 一種權利要求1所述刷型肼聚合物功能化磁性納米微球的應用，其特徵在於：刷型 肼聚合物功能化磁性納米微球作為吸附劑或填料用於糖肽或糖蛋白的富集和/或純化。
【文檔編號】B01J20/286GK104275167SQ201310274854
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月1日 優先權日:2013年7月1日
【發明者】鄒漢法, 黃光 , 歐俊傑 申請人:中國科學院大連化學物理研究所