[发明专利]磁性氧化石墨烯纳米银复合材料及制备和应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁性氧化石墨烯纳米银复合材料及其制备方法，用于亲水模式糖肽特异性富集。

背景技术

蛋白质糖基化是一种重要的翻译后修饰，在很多生物过程中起重要作用。目前基于质谱技术的糖肽鉴定和解析是研究糖蛋白组学的重要手段，然而糖肽的低丰度和非糖肽的强烈离子抑制作用严重干扰糖肽鉴定。因此有必要在质谱分析前对低丰度的糖肽进行特异性富集。亲水作用色谱已经成功用于糖肽富集，相比于其他富集方法，亲水作用色谱具有重复性好，灵敏度高，与质谱兼容的优点。然而非糖肽的共洗脱是亲水富集过程中不可避免的。为解决这一问题，除了添加离子对试剂外，发展具有优异亲水性的富集材料是最实用的解决方案。目前有文献报道利用具有优异亲水性能的纳米银和糖肽糖苷羟基之间多相互反应来亲水富集糖肽（J.Mater.Chem.,2012,22,23981-23988）。但是目前基于聚合物基质纳米银复合材料银固载量小，而且不可避免存在非特异性吸附，因此有必要发展新型纳米银复合材料。

自2004年发现以来，石墨烯作为一种新型二维单原子厚度材料成为当今研究的热点。作为石墨烯的一种重要衍生物，氧化石墨烯由于其优异的物理化学性质，在生物分析领域受到越来越广泛的研究。氧化石墨烯不仅具有比表面积大，易于化学修饰的优点，而且具有良好的亲水性和生物兼容性。这些优点使氧化石墨烯成为金属和金属氧化物的理想载体。因此在本专利中，发展了纳米银修饰氧化石墨烯复合纳米材料，并用于亲水富集糖肽和糖苷。

发明内容

为制备磁性氧化石墨烯纳米银复合，本发明采用的技术方案为：

以氧化石墨烯和氨基四氧化三铁进行共价反应，制备磁性氧化石墨烯，其中，磁性氧化石墨烯作为载体，聚乙烯亚胺作为还原剂和稳定剂，在磁性氧化石墨烯表面原位生成和固定纳米银颗粒。

具体制备过程为：

1)磁性氧化石墨烯制备（GO/Fe₃O₄）：利用氧化石墨烯表面羧基与氨基四氧化三铁氨基之间缩合反应，共价制备磁性氧化石墨烯；具体为，配置1mg/mL氧化石墨烯吗啡乙磺酸溶液，超声1-3h使GO彻底剥离形成均匀分散液，然后加入1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)-碳化二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）作为活化试剂，超声活化羧基1-3h，活化反应完成后加入2-20倍氧化石墨烯质量的氨基四氧化三铁，超声反应60-120min，制备磁性氧化石墨烯。磁性吸附除去未反应的氧化石墨烯，三次去离子水和乙醇交替清洗，真空干燥待用。

2)PEI修饰磁性氧化石墨烯制备：

磁性氧化石墨烯表面原位生成和固定纳米银：聚乙烯亚胺作为还原和稳定剂用于在磁性氧化石墨烯表面原位生成和固定纳米银；具体为，取步骤(1)制备的磁性氧化石墨烯1份，加入2到200倍磁性氧化石墨烯质量的聚乙烯亚胺(PEI)，，强烈振荡1-10h，利用聚乙烯亚胺和磁性氧化石墨烯之间氢键相互作用，在磁性氧化石墨烯表面吸附聚乙烯亚胺。反应结束后，磁性吸附去除未反应PEI，然后分散于去离子水。

3)磁性氧化石墨烯表面原位生成和固定纳米银：在2)制备的PEI修饰磁性氧化石墨烯分散液中加入AgNO₃，硝酸银质量是磁性氧化石墨烯2到200倍，振荡均匀后，在60-120℃水浴中反应60-240min，反应结束后，制备得到磁性氧化石墨烯纳米银复合材料。磁性吸附，三次去离子水和乙醇交替清洗，空干燥待用。

4)磁性氧化石墨烯纳米银复合材料加入过氧化氢辣根酶酶解肽段溶液中(80%乙腈，0.1%甲酸，10mM碳酸氢铵)，吸附时间为1min，3次80%乙腈，0.1%甲酸，10mM碳酸氢铵清洗；60%乙腈，0.1%甲酸，10mM碳酸氢铵作为洗脱溶剂，洗脱时间为1min。洗脱液冷冻干燥后复溶于2,5-二羟基苯甲酸基质(60%乙腈,0.1%三氟乙酸)。

制备得到的磁性氧化石墨烯纳米银复合材料能够用于亲水模式糖肽特异性富集。

本发明具有如下优点：

1)磁性氧化石墨烯复合纳米材料用于纳米银颗粒固载，提高了纳米颗粒的固载量；

2)磁性氧化石墨烯纳米银复合材料用于亲水糖肽富集；开辟了亲水糖肽富集的新方法；

3)材料具备磁性，简化了糖肽富集的实验操作；

4)采用亲水富集的策略，能够快速吸附和洗脱糖肽。

附图说明

图1为磁性氧化石墨烯纳米银复合材料制备示意图。

图2为磁性氧化石墨烯纳米银复合材料透射电镜图。