[发明专利]介孔核壳硅球为载体双二甲基吡啶胺双锌功能材料的制备和应用

说明书

本发明涉及一种组氨酸磷酸化肽段富集的以亚2μm介孔核壳硅球为载体的双二甲基吡啶胺双锌功能材料。根据N端保护的酪氨酸甲酯与2,2'‑吡啶甲基胺发生曼尼希反应，制备双二甲基吡啶胺分子。采用种子生长法制备无孔硅胶，在无孔硅胶表面可控生长壳层，煅烧生成亚2μm介孔核壳硅球。以亚2μm介孔核壳硅球为载体，对核壳硅球进行氨基官能化，与双二甲基吡啶胺分子上修饰的羧基发生酰胺缩合反应。在双二甲基吡啶胺分子上络合锌离子，制备双二甲基吡啶胺双锌功能材料，在弱酸条件下用于组氨酸磷酸化肽段的富集。在该方法中，以亚2μm介孔核壳硅球为载体的双二甲基吡啶胺双锌功能材料成功用于组氨酸磷酸化肽段富集。

技术领域

本发明涉及一种以亚2μm介孔核壳硅球为载体的双二甲基吡啶胺双锌功能材料及其制备方法，用于组氨酸磷酸化肽段特异性富集。

背景技术

组氨酸磷酸化作为一种重要的N-磷酸化修饰，不仅调控原核生物的信号传导，还参与哺乳动物的很多细胞活动，但是目前缺乏有效的富集策略。N-磷酸化在传统的IMAC、MOAC等富集方法的强酸性条件下不稳定，已开发的组氨酸磷酸化抗体的成本较高且富集效果不好。双二甲基吡啶胺双锌功能分子上络合的锌离子与磷酸基团的氧原子通过配位结合，并且和磷酸根基团之间存在静电相互作用，在中性条件下即可实现富集，对磷酸化肽段的特异性和选择性更强。核壳结构具有较窄的粒径分布和较大的比表面积，孔道分布均匀，能实现蛋白质及肽段的快速传质。以介孔核壳硅球为载体的双二甲基吡啶胺双锌功能材料能用于富集组氨酸磷酸化肽段。

虽然在酸性条件下N-磷酸化氨基酸的P-N键不稳定，但是磷酸化组氨酸由于具有咪唑结构，与P相连的N不易质子化，与其他N-磷酸化相比稳定性更高。采用Fe³⁺-IMAC可以在弱酸条件下实现组氨酸磷酸化蛋白质的富集(Nature Methods.2018,15,187-190)。在酸性条件下对磷酸化肽段进行富集，带负电的酸性氨基酸被质子化，可以减弱其与功能分子的非特异性结合。而且金属富集材料的路易斯酸性增强，有利于结合磷酸化肽段。因此可以尝试在弱酸条件下建立组氨酸磷酸化肽段的富集方法。

发明内容

静电引力和配位化学的协同作用使双二甲基吡啶胺双锌分子与磷酸化肽段的结合力较强，核壳结构材料有利于快速结合磷酸化肽段，可以实现快速分离和富集。本发明的目的在于制备一种以亚2μm介孔核壳硅球为载体的双二甲基吡啶胺双锌功能材料，用于组氨酸磷酸化肽段特异性富集。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种以亚2μm介孔核壳硅球为载体的双二甲基吡啶胺双锌功能材料，以粒径为1.0-2.0μm的介孔核壳硅球为载体，固载特异性识别磷酸化肽段的双二甲基吡啶胺双锌功能分子，形成具有核壳结构的双二甲基吡啶胺双锌功能材料。

功能材料为颗粒状材料，介孔壳层上的孔径分布为1-90nm，孔隙率为10-90％。功能材料的比表面积为100-500m²/g，Zeta电势为40-60mV。

对亚2μm介孔核壳硅球表面进行氨基化修饰，通过酰胺缩合反应实现双二甲基吡啶胺分子的固载，在其上络合锌离子制备双二甲基吡啶胺双锌功能材料。

所述的以亚2μm介孔核壳硅球为载体的双二甲基吡啶胺双锌功能材料的制备方法，将氨基化硅球、双二甲基吡啶胺分子和酰胺缩合试剂分散于溶剂中，溶剂采用5-20mLN,N-二甲基甲酰胺，加入0.1-1.5g氨基化硅球、0.02-0.25g双二甲基吡啶胺分子，通过酰胺缩合反应在核壳硅球上固载双二甲基吡啶胺分子；酰胺缩合试剂采用质量比为1:1-5:1的N,N-二异丙基乙胺和1-羟基苯并三唑。

将产物分散于甲醇溶液中，滴加浓度为0.01-0.15g/mL的硝酸锌溶液，双二甲基吡啶胺与锌离子络合形成配合物，生成双锌功能材料。