[发明专利]基于离子互补型肽自组装的麦芽糖功能化纳米复合材料及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种基于离子互补型肽自组装的麦芽糖功能化纳米材料及其制备方法和应用。本发明通过麦芽糖上修饰亲疏水残基交替排列的离子互补型肽在SiO₂@Fe₃O₄和C@Fe₃O₄等纳米材料表面的自组装，形成稳定的麦芽糖功能化纳米复合材料。本发明复合材料可以选择性富集标准糖蛋白和生物样品酶解液中的糖肽，富集效率高，选择性好，检出限低，性能稳定，可重复利用。该复合材料的制备方法简单，条件温和，绿色无毒，可用于多种纳米富集材料的表面一步功能化。

技术领域

本发明属于纳米材料表面功能化技术领域，具体涉及一种基于离子互补型肽自组装的麦芽糖功能化纳米复合材料，以及该材料的制备方法和采用该材料选择性富集糖肽的应用。

背景技术

蛋白质糖基化是涉及许多生物过程中最普遍和复杂的翻译后修饰之一，包含了与哺乳动物疾病和遗传性疾病相关的大量信息，是癌症及其他疾病发生的标志。因此，需要对糖蛋白/糖肽进行全面的分析用于生物功能和疾病研究。目前质谱已成为提供糖蛋白组学研究中糖结构、糖基化位点及相应的糖链异质体最为有效的工具。但是糖基化蛋白质/多肽的天然丰度很低，非糖肽的离子抑制和糖肽的低电离效率仍然在基于质谱的糖蛋白组学分析中受到严重干扰。因此，质谱分析之前的富集处理已成为不可或缺的过程。

在过去的十年中，磁性纳米粒子(MNPs)由于具有巨大的比表面积、快速磁分、良好的生物相容性和易于后修饰等优势被广泛用于糖蛋白和糖肽的特异性识别。为了有效避免磁性纳米粒子的团聚，促进进一步的官能化和应用，Fe₃O₄纳米粒子通常用多种不同材料包被，形成核壳结构的纳米材料，例如SiO₂@Fe₃O₄、C@Fe₃O₄、FEG@TiO₂@Fe₃O₄、Au@MOF@PDA@Fe₃O₄等。为了使MNPs富集更具特异性和有效性，研究了多种功能化配体，例如硼酸、凝集素、碳水化合物、亲水聚合物和氨基酸等。迄今为止，几乎所有报道的官能团都是逐步化学键合在纳米材料表面，其处理步骤繁琐，表面依赖性强，条件苛刻(非水溶剂，高温等)。因此需要寻求一种简便、快速和通用的表面功能化方法来提高富集效率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于离子互补型肽自组装的麦芽糖功能化纳米复合材料，并为该复合材料提供一种制备方法和应用。

针对上述目的，本发明所采用的复合材料是麦芽糖修饰的离子互补型肽在纳米材料表面自组装形成的稳定的麦芽糖功能化纳米复合材料。

上述麦芽糖修饰的离子互补型肽的结构式如下所示：

式中n＝1或2，M代表疏水氨基酸的残基，X和Y各自独立的代表-COOH或-CH₂COOH，Z和W各自独立的代表-CH₂NH₃⁺或-NHCNH₂NH₃⁺。

上述的纳米材料为SiO₂、C、GO、SiO₂@Fe₃O₄、C@Fe₃O₄、GO@Fe₃O₄、PS@Fe₃O₄、Au@MOF@PDA@Fe₃O₄、FEG@TiO₂@Fe₃O₄、PEI@Fe₃O₄中任意一种。