[发明专利]一种聚多巴胺修饰磁球并在表面固定Ti4+ 纳米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富集磷酸化肽聚多巴胺修饰磁球并在表面固定Ti⁴⁺纳米材料的合成方法及其运用。

背景技术

蛋白质的可逆磷酸化是一种非常重要的翻译后修饰，它调节着如细胞信号传导、细胞分化、细胞生长、细胞凋亡等几乎所有的生命活动，也被形象地描述为细胞生理活动的分子开关。因此，对蛋白质磷酸化的研究有助于全面理解蛋白质的各项功能及其机理。现今，蛋白质磷酸化的研究方法是先将蛋白质酶解，而后利用生物质谱对磷酸化肽段的氨基酸序列和磷酸化位点进行准确地鉴定。但磷酸化蛋白质的含量较低，磷酸化肽段的离子化效率较差，且非磷酸化肽段的存在将严重抑制磷酸化肽段的质谱信号，这些原因导致利用质谱直接对磷酸化肽段进行准确分析面临很大困难。因此在质谱分析前需对磷酸化肽段进行选择性富集，而发展新型的富集技术成为当前蛋白组学研究的热点。

为了解决这些问题，很多材料和富集技术被用来富集磷酸化肽。其中金属离子吸附色谱得到了广泛应用。金属离子吸附色谱是通过亚氨基二乙酸、磷酸基或氨三乙酸的酸螯合配位将金属离子如Ti⁴⁺、Fe³⁺ 等固定在不同的底物如聚合物、介孔材料或纳米材料上。然而传统的金属离子吸附色谱技术在样品制备时常需要高速离心，这不仅费时不便，而且会导致低丰度磷酸化肽的损失。为了发现具有重要生物学意义的磷酸化蛋白和磷酸化肽，迫切需要制定出高灵敏度和高选择性的富集方法进行磷酸化蛋白质组学的深入分析。近来，磁性纳米材料基于自身磁性已应用于生物医学中的多个领域，而功能化磁球作为一种新型的分析技术已在蛋白质组学研究中得到广泛的应用，这种材料操作简便，分离时只需外加一磁场即可。

多巴胺是3，4-二羟基-L-苯丙氨酸的类似物，它可以粘附在许多无机和有机材料包括贵金属、金属、金属氧化物、云母、石英、陶瓷甚至聚合物上并自组装聚合成聚多巴胺。这种聚多巴胺具有优良的环境稳定性、 良好的生物相容性和特别是在水中的优良分散性。

因此，发展一种以聚多巴胺修饰磁球并在表面固定Ti⁴⁺ 的纳米材料来富集磷酸化肽是一种新的需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种表面由聚多巴胺修饰的磁球并在表面固定Ti⁴⁺ 纳米材料的合成方法及其在磷酸化蛋白质组学的应用。

本发明提供了一种表面由聚多巴胺修饰磁球并在表面固定Ti⁴⁺的合成方法，具体步骤如下：

(1) 将磁球分散至多巴胺水溶液中，并使其分散均匀；

(2) 在持续机械搅拌下，在步骤 (1) 所得的产物中快速加入三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液；

(3) 将步骤 (2) 所得溶液在室温下机械搅拌反应10-16小时；

(4) 将步骤 (3) 所得的产物用去离子水充分洗涤，除去产物表面的杂质与多巴胺单体；

(5) 将步骤 (4) 中所得产物分散到100 mmol/L的Ti (SO₄)₂溶液中，室温下机械搅拌2-3小时；

(6) 将步骤 (5) 所得的产物用去离子水充分洗涤, 并在真空干燥器中干燥，即得所述纳米材料。

本发明中，步骤 (1) 中磁球与多巴胺水溶液的质量比为1:4。

本发明中，步骤 (2) 中的三羟甲基氨基甲烷缓冲溶液的浓度为10 mmol/L，pH为8.0-9.0。

本发明在质谱检测中的应用，具体步骤为：将纳米材料分散到200 μL含有磷酸化肽、0.1% (体积比) 三氟乙酸和50% (体积比) 乙腈的离心管中，37 ℃富集30 min，之后用含0.1% (体积比)三氟乙酸和50% (体积比) 乙腈的缓冲液充分洗涤，并磁性分离；然后用5 μL 0.4 M 氨水洗脱10 min，取0.5 μL洗脱液点靶，进行质谱分析。

本发明中，表面由聚多巴胺修饰磁球并在表面固定Ti⁴⁺纳米材料对磷酸化肽段选择性富集的应用。