[发明专利]一种聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料的合成方法及其应用

说明书

技术领域

本发明属于先进纳米材料与纳米技术领域，具体涉及一种用于高通量MALDI-TOF MS分析代谢物小分子的聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料的合成方法及其运用。

背景技术

 代谢物小分子在生物体中起着至关重要的作用，通过对代谢物小分子的检测，可以获得很多与生命体相关的信息。对代谢物小分子的检测有很多方法，其中色谱方法得到了广泛的应用。但由于色谱方法进行分析时，需要对代谢物小分子进行衍生，增加了样品前处理的复杂性。基质辅助激光解吸电离质谱提供了一种高通量、灵敏度高、分析速度快的分析方法。其中，基质起着稀释、分散样品分子，吸收、传递激光能量，使样品离子化的重要作用。然而一些传统的有机基质，如α-氰基-4-羟基肉桂酸和2,5-二羟基苯甲酸，基质分子会随着样品分子解吸电离，在低分子质量的部分（<500Da）引入较多的噪音，形成很多的基质的簇合峰，导致这一部分的信噪比降低，增加了质谱图的复杂性，严重干扰了对低分子量化合物的测定。

近年来，许多无机材料，如碳纳米材料，在MALDI检测中得到了广泛的应用。碳纳米材料可以吸收光子能量，传递给样品分子使其电离，且其低质量端的噪音非常低，这样就可以获得更好的分辨率和更低的检测限。

碳纳米管（CNT）自1991年被Iijima发现以来，因其优越的物理化学性能而广泛应用于许多领域。近年来多篇报道表明碳纳米管及其衍生物可以作为MALDI-TOF-MS的基质应用于生物分子的检测。但是碳纳米管具有疏水性外壁，在溶液中容易团聚沉降，无法均匀分散，且靶点上各处碳纳米管不均匀，导致MALDI-MS信号不稳定，实验重复性较差，易在样品靶上形成样品“热点”。

因此，需要一种新的碳纳米管复合材料的合成方法和应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种表面由聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料的合成方法及其在高通量MALDI质谱分析代谢物小分子上的应用。

本发明内容为提供了一种表面由聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料的合成方法，具体步骤如下：

（1）将10mg碳纳米管分散至浓度为1mg/mL的40mL多巴胺水溶液中，并使其分散均匀；

（2）在持续磁力搅拌的条件下，在步骤（1）所的产物中快速加入10mL浓度为10mM的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液，三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液的pH为8.5；

（3）将步骤（2）所得的溶液在室温下机械搅拌反应10小时；

（4）将步骤（3）所得的产物用去离子水和乙醇溶液各洗涤三次，除去产物表面的杂质与多巴胺单体；

（5）将步骤（4）所得的产物在真空干燥器中干燥，即得所需产品。

本发明中，一种表面由聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料的应用在于：将需要分析的代谢物小分子配成浓度为0.1mg/mL的溶液滴在此碳纳米管复合材料作为基质的靶板上，在空气中自然干燥后，进行制检测。

本发明中，一种表面由聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料在高通量MALDI质谱分析代谢物小分子上的应用。

本发明发展了以聚多巴胺（PD）修饰的碳纳米管作为MALDI基质的方法，可以非常有效地实现无颗粒化样品点样从而保证高灵敏度和高重现性的MALDI质谱分析。本发明的有益效果在于：所提供的表面由聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料的合成方法简单，处理后的材料具有良好的生物相容性、热稳定性、高敏感度以及在水中的“溶解”性，可作为基质进行高通量分析代谢物小分子。该材料以碳纳米管为骨架，提供了大的比表面积，具有优秀的环境稳定性和生物相容性，在水中分散性好。其合成方法简单、成本低，在代谢物小分子高通量MALDI分析中具有灵敏度高、信噪比高等特点。

附图说明

图1 为碳纳米管的扫描电子显微镜照片；

图2为实施例1所得的表面修饰聚多巴胺的碳纳米管复合材料的扫描电子显微镜照片；

图3为碳纳米管的透射电子显微镜照片；

图4为实施例1所得的表面修饰聚多巴胺的碳纳米管复合材料的透射电子显微镜照片；

图5为实施例1中碳纳米管（左）和表面由聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料（右）在水中分散性的照片说明；

图6为以碳纳米管作为基质的靶板点样图；

图7为以实施例2中所得的聚多巴胺修饰的碳纳米管复合材料作为基质的靶板点样图；

图8为由碳纳米管作为基质分析苏氨酸(m/z =117 [M-H]^-)的质谱图；