[发明专利]一种磁性金属有机骨架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，具体涉及一种用于磷酸化肽富集与MALDI-TOF MS检测的一种磁性微球四氧化三铁表面包覆聚多巴胺和以锆离子为中心金属离子的金属有机骨架复合材料的合成方法及其应用。

背景技术

  磷酸化是生物细胞中最普遍的翻译后修饰之一，在信号传导、基因表达、新陈代谢、细胞生长、分裂和分化中发挥着重要作用。据估算一个细胞中有30-50%的蛋白质会在任意时刻发生磷酸化，因此对于蛋白质磷酸化的探索是蛋白质组学研究中的重大课题。质谱是磷酸化分析的主要手段。但是磷酸化蛋白/磷酸化肽的丰度非常低，并且一个蛋白质在单个位点的磷酸化信息通常是不完整的，此外磷酸化肽的质谱信号往往为非磷酸化肽段残基所掩蔽，使得磷酸化肽的电离效率非常低。因此在质谱分析前对于复杂生物样品中的磷酸化蛋白/磷酸化肽进行选择性富集是成功鉴定磷酸化蛋白/磷酸化肽的前提。

近年来，许多方法被用来选择性分离富集磷酸化蛋白/磷酸化肽，如免疫沉淀法、化学修饰方法、强阳离子交换色谱法、固定金属离子亲和色谱法、金属氧化物亲和色谱法等。其中固定金属离子亲和色谱法（IMAC）得到了最广泛的应用，该方法通过磷酸根基团与固定在吸附剂上的金属离子间的亲和作用进行选择性吸附。IMAC方法具有快速、操作简便、成本低廉的特性，相比于其它方法显示出优越性。传统IMAC方法在样品处理过程中需要借助高速离心，从而造成麻烦费力的预处理步骤和不必要的样品损失。为了解决这一问题，功能化磁性纳米材料被广泛应用于磷酸化蛋白/磷酸化肽的富集研究。磁性基质可以将捕获到的磷酸化肽从样品溶液中方便地分离出来，免去了最易造成样品损失的离心过程。迄今为止，有许多功能化磁性纳米材料被成功合成并用于磷酸化肽的富集，但它们富集磷酸化肽的能力常常受制于有限的比表面积和较差的亲水性。

金属有机骨架材料（MOFs）是一类多孔的晶体材料，由中心金属离子与有机配体通过配位键连接而成。MOF材料近十年来发展迅速，因具有大的比表面积、富含能与含有电子的被分析物质相互作用的路易斯酸性位点和芳香性有机配体、孔道和外表面易于修饰和优良的机械稳定性等特点，MOF材料成为了分析化学领域的研究热点之一。MOF材料和磁性MOF材料先后被成功应用于低丰度肽的分离富集。MOF材料也被成功应用于磷酸化肽的富集。因此，迫切需要一种新的金属有机骨架复合材料的合成方法及其应用。

发明内容

本发明目的在于提供一种磁性金属有机骨架复合材料的合成方法，尤其是一种磁性微球四氧化三铁表面包覆聚多巴胺和以锆离子为中心金属离子的金属有机骨架复合材料的合成方法。

本发明提供的一种磁性微球四氧化三铁表面包覆聚多巴胺和以锆离子为中心金属离子的金属有机骨架复合材料的合成方法，具体步骤如下：

（1）六水合三氯化铁溶于乙二醇中，磁力搅拌至澄清后，加入醋酸钠，充分搅拌后转移至水热反应釜中，190-200℃下加热10-18小时，取出反应釜，冷却10-12小时；从反应釜中倒出反应所得的四氧化三铁磁球，并用去离子水充分洗涤，40-60℃下真空干燥；其中，六水合三氯化铁和醋酸钠的重量比为：(1.0-1.5)：(3.0-10.0)；

（2）配制三羟甲基氨基甲烷-盐酸Tris-HCl缓冲液，溶剂为去离子水，pH=8.5，将步骤（1）所得四氧化三铁磁球分散在Tris-HCl缓冲液中，超声数分钟，加入多巴胺盐酸盐，四氧化三铁磁球和多巴胺盐酸盐的重量比为1：4室温下机械搅拌6-20小时，制得四氧化三铁表面包覆聚多巴胺，反应完毕后用磁铁分离，产物用去离子水和无水乙醇充分洗涤，40-60℃下真空干燥；

（3）配制氯化锆和对苯二甲酸的N，N-二甲基甲酰胺（DMF）混合溶液，N，N-二甲基甲酰胺溶液中氯化锆和对苯二甲酸的重量比为（1-8）：1

（4）将步骤（2）所得产物四氧化三铁表面包覆聚多巴胺分散在步骤（3）所得混合溶液中，四氧化三铁表面包覆聚多巴胺和混合溶液的重量比为（1-10）：1，140-160℃下加热20-40分钟；

（5）步骤（4）所得产物用无水乙醇充分洗涤，40-60℃下真空干燥，即得所需材料。

本发明中，步骤（1）中六水合三氯化铁和醋酸钠的重量比为1.35：3.6。

本发明还提出了一种磁性微球四氧化三铁表面包覆聚多巴胺和以锆离子为中心金属离子的金属有机骨架复合材料的在磷酸化肽富集与质谱鉴定中的应用。