[发明专利]一种亲水性磁性介孔硅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介孔吸附剂材料与纳米技术领域，具体涉及一种亲水性磁性介孔硅材料的合成方法及其应用，尤其涉及一种用于糖蛋白质组学分离富集与MALDI-TOF MS检测的亲水性的磁性介孔硅材料的合成方法及其应用。

背景技术

在哺乳动物中，糖基化是最普遍和最重要的蛋白质翻译后修饰之一。由于其在调节众多生物过程中扮演着重要角色，所以已被广泛关注和研究。糖组成、种类以及结构等方面的变化与很多疾病尤其是癌症的发生发展密切相关。为了洞悉糖基化与疾病之间的具体关系，鉴定出糖基化位点上的更多结构信息、相应的糖链的结构信息以及相关的肽段信息显得非常重要。但是由于实际样品中通常存在大量的非糖基化肽段，加之糖基化肽段自身存在丰度低以及离子化效率低等特点，基于质谱的糖基化肽段分析策略遭遇巨大挑战。解决这一难题的有效办法就是对实际样品进行纯化，以增加样品中糖基化肽段的丰度。

近年来，科学家做出巨大努力，发展了不同的技术用于糖基化肽段的分离富集，其中利用亲水相互作用是一重要策略。亲水相互作用与质谱相结合展现出很多的优势，比如说重复性好，富集性能高，而且此方法对于不同糖型肽段的富集展现同样的优异富集性能。目前已有不同的生物兼容纳米材料被选为载体负载亲水性功能基团用于糖基化肽段的富集，例如金硅球以及磁性粒子等等。但是这些材料通常比表面积较小，限制了功能基团的修饰，从而制约了对于糖基化肽段分离富集的应用。

介孔材料具有比表面积大、孔道大小均一以及孔道内壁可修饰等特性，在众多领域如存储、催化、载药以及分离纯化方面展现出巨大的应用前景。本发明首次合成具有强磁响应性的亲水性磁性介孔硅材料并应用于糖基化肽段的富集。在外加磁场的作用下，捕获了糖基化肽段的亲水性磁性介孔硅材料可以方便快速地从复杂样品溶液中分离开来，使整个分离富集、清洗以及洗脱过程所需时间大大缩短。同时，亲水性磁性介孔硅材料对目标糖基化肽段具有很强的亲和能力，复杂样品中的糖基化肽段经过亲水性磁性介孔硅材料的富集之后，其质谱信号强度显著增加。而介孔层的存在使材料具有不错的体积排阻能力，当目标糖基化肽段与蛋白质质量比达到1：200时，仍然展现出优异的糖基化肽段富集性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种亲水性磁性介孔硅材料的合成方法及其在糖基化肽段分离富集以及MALDI-TOF MS检测中的应用。

本发明提供的一种亲水性磁性介孔硅材料的合成方法，具体步骤如下：

（1）将六水合三氯化铁置于乙二醇中磁力搅拌，至溶液澄清透明后加入醋酸钠，再经充分搅拌后转移至水热反应釜中，100-500℃下加热10-18小时，待反应釜冷却至室温后，用去离子水和乙醇充分洗涤所得产物，于30-80℃下真空干燥得到磁球；

（2）将步骤（1）中所得磁球与表面活性剂均匀分散于溶剂中，加入硅源，将所得混合溶液在10-80℃搅拌反应8-12小时；

（3）将步骤（2）中所得产物在空气中100-450℃下煅烧1-9小时，得到磁性介孔硅材料；

（4）将亚氨基二乙酸溶于碳酸钠溶液中，调节溶液pH为9-11，置于冰浴中搅拌10-60分钟；

（5） 滴加γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷于步骤（4）所得的溶液中后搅拌10-60分钟，升温至50-95℃继续搅拌2-10小时；

（6）将步骤（5）所得溶液置于冰浴中10-60分钟后滴加γ-(2,3-环氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷并搅拌10-60分钟，升温至50-95℃继续搅拌2-10小时；

（7）待步骤（6）所得溶液冷却至室温后调节溶液pH为5-7，置于冰箱备用；

（8）将步骤（3）中所得的磁性介孔材料分散于步骤（7）所得的溶液中，超声分散均匀后，在65-100℃下搅拌反应1-8小时，所得产物水洗后于30-80℃下真空干燥，即得所述亲水性磁性介孔硅材料。

本发明中，步骤（2）中的表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠或硬脂酸中的一种或几种。

本发明中，步骤（2）中的溶剂为十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基苯磺酸钠或硬脂酸中的一种或几种。

本发明中，步骤（2）中的硅源为正硅酸乙酯的乙醇溶液，其中正硅酸乙酯与乙醇的体积比为1：4。

本发明中，步骤（2）中磁球与表面活性剂的质量比为：1：9-1：12。

本发明中，步骤（4）中调节溶液pH值为10。

本发明中，步骤（7）中调节pH值为6。