[发明专利]磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料的合成方法及其应用

说明书

本发明提出一种磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料的合成方法及其应用。首先，水热法合成磁球，将磁球分散在多巴胺盐酸盐弱碱性溶液中自聚合；将聚多巴胺包覆的磁球先后分散在氯化锆和2‑磺酸基对苯二甲酸的二甲基甲酰胺溶液中，获得磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料。磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料通过亲水相互作用可与糖肽发生亲水作用，特异性富集糖肽，达到材料高效富集的效果。该合成方法简单快捷，合成的材料具有较好的亲水性和生物相容性，可用于复杂生物样品中糖肽的选择性富集。

技术领域

本发明属于先进纳米材料与纳米技术领域，具体涉及磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料的合成方法及其应用，尤其涉及一种磁球表面包覆聚多巴胺和磺酸基修饰的以锆为中心金属离子的金属有机骨架（MOF）纳米复合材料的合成方法及其用于糖肽富集与MALDI-TOF MS以及LC-MS/MS检测的应用。

背景技术

蛋白质的糖基化是生命过程中重要且普遍的翻译后修饰，它们与细胞间信号传递、细胞分裂、增殖、分化和相互作用等许多重要的复杂生物过程息息相关。一些研究表明，糖肽或磷酸化肽的表达水平异常，可作为很多疾病的生物标志，尤其是癌症等人类重大疾病。所以对糖肽的研究对疾病的早期诊断有着重要的意义。然而糖肽的丰度往往非常低，并且它们质谱响应会受到高丰度非糖肽和蛋白质的压制，样品中的盐分和表面活性剂同样也会对其质谱行为产生干扰，使得其电离效率非常低，质谱检测相对较为困难。因此在使用质谱方法分析复杂生物样品中的糖肽之前，对样品中的肽段进行选择性富集是十分必要的。

自19世纪80年代以来，一系列新的软电离技术如快原子轰击电离、基质辅助激光解吸电离、电喷雾电离等发现后，生物质谱技术迅速发展。由于质谱技术（MassSpectrometry，MS）具有高准确性、高灵敏度和自动化操作的特点，并且它能够准确测量肽段和蛋白质的相对分子量和磺酸基酸序列等，快速、精确地获得多种蛋白质属性参数，结合生物信息学工具，可迅速进行蛋白质的鉴定，从而为蛋白质的结构解析提供可靠依据。因此质谱技术无可争议地成为当前蛋白质组学研究中不可或缺的平台，质谱数据的信息质量直接决定了蛋白质鉴定的可靠性和鉴定数量。

随着近年来研究的不断深入，许多方法都被用来选择性分离富集糖基化蛋白和多肽，比如硼酸亲和色谱、肼化学、亲水相互作用色谱（HILIC）、色谱分析法、体积排阻法等。其中HILIC方法应用最为广泛，效果也较其他方法更好，HILIC方法中，例如金属有机骨架材料、纳米材料等等，都在糖肽富集方面引起了广泛的重视。

金属-有机骨架材料是指由有机官能团为支架、金属离子或金属簇为中心节点，通过自组装形成的具有规则纳米孔道的三维周期性的网格结构多孔材料。具有非常大的比表面积、稳定的纳米级孔道、可调控的孔道结构、良好的热稳定性等优异性能，且不饱和的配位金属可能与含有羧基、磺酸基等官能团的被分析物质发生配位作用，MOFs材料已成为有机化学、无机化学、物理化学领域的研究热点。MOFs如今在气体分离、苯及其同系物的选择性吸附、药物研发等发挥了其不小的作用。近年来，MOFs材料已初步应用于蛋白质/肽的分离富集，并显示MOFs材料在蛋白质组研究中，如低丰度肽富集等有很好的潜力。

发明内容

本发明将HILIC与MOF技术相结合，设计了一种磁球表面包覆聚多巴胺和磺酸基修饰的以锆为中心金属离子的金属有机骨架（MOF）纳米复合材料，通过磺酸基提供的亲水相互作用与糖肽的紧密结合，达到富集糖肽的效果。

本发明目的在于提供一种磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料的合成方法，尤其是一种磁球表面包覆聚多巴胺和磺酸基修饰的以锆为中心金属离子的金属有机骨架（MOF）纳米复合材料的合成方法。

本发明的另一目的在于提供磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料在糖肽富集与MALDI-TOF MS以及LC-MS/MS检测中的应用。

本发明提供的磺酸基修饰的金属有机骨架纳米复合材料的合成方法，具体步骤如下：