[发明专利]一种兼性氮化碳亲水性富集材料及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及一种兼性氮化碳亲水性富集材料(L‑Cys‑Au@M‑C₃N₄)及其制备方法与应用。所述兼性氮化碳亲水性富集材料，为：L‑Cys‑Au@M‑C₃N₄，其中，L‑Cys‑Au表示结合金的L‑半胱氨酸，M‑C₃N₄表示薄层石墨相氮化碳。本发明的制备方法简单快速，成本低廉。通过优化合成条件，得到的材料具有较大的比表面积，且表面具有丰富的氨基和羧基亲水官能团，表现出显著的亲水性。通过优化富集条件，该材料能够应用于高选择性富集生物样品中的糖肽。

技术领域

本发明属于材料合成领域，具体涉及一种兼性氮化碳亲水性富集材料(L-Cys-Au@M-C₃N₄)及其制备方法与应用。

背景技术

氮化碳的早期研究可以追溯到1834年，Berzelius和Liebig合成了一种聚合物并命名为“melon”。1922年Franklin对“melon”的结构进行了进一步研究，并提出了氮化碳(C₃N₄)的概念，他认为氮化碳(C₃N₄)是加热“melon”脱去氨基后得到的最终产物。此后一段时间鲜有对氮化碳的研究报道，直到1989年美国伯克利大学教授A.Y.Liu和M.L.Cohen以β-Si₃N₄晶体结构为模型，用C来替换Si并进行理论计算，发现β-C₃N₄具有与金刚石相似的硬度和导热性能。然而由于β-C₃N₄的单相sp³杂化使得其热力学稳定性较低，制备困难。

氮化碳具有稳定的化学性能，较好的延展性和化学硬度，较低的表面粗糙度以及耐腐蚀性等，在生物医学领域具有良好的应用前景。此外，石墨相氮化碳因其具有无细胞毒性、良好的生物兼容性以及易官能团化的特点，还可以应用于抗菌材料、生物成像【Zhang,X.,Xie,X.,Wang,H.,Zhang,J.,Pan,B.,&Xie,Y.(2013).Enhanced photoresponsiveultrathin graphitic-phase C₃N₄nanosheets for bioimaging.Journal of theAmerican Chemical Society,135(1),18】等方面。

由于高温下制备得到的石墨相氮化碳g-C₃N₄一般都具有块状结构，使其具有较低的比表面积以及较少的官能团暴露。在一般的二维薄层g-C₃N₄合成过程中，常用一些物理或化学的处理方法。然而，由于氮化碳层间存在较强的π-π相互作用，一般的物理方法(如超声法)难以取得良好的效果。而化学的减薄方法(如浓酸处理法)会破坏氮化碳表面丰富的氨基团，这对富集糖肽是不利的。因此寻求一种新型的氮化碳剥层方法成为相关领域的研究热点。

目前，富集糖肽的主要方法有凝聚素亲和法，硼酸亲和色谱法，HILIC等。其中HILIC是针对极性亲水性化合物的一种分离模式，是近年的研究热点。由于HILIC在特异性、覆盖率、重复性、质谱兼容性等方面具有的优势，其在糖肽富集与分离中得到越来越多的应用。但目前亲水法存在糖肽易受亲水性肽段干扰的缺点，非糖肽不能被有效去除，影响了糖肽的质谱响应。因此，通过改良材料表面亲水基团的数量和亲水性，从而提高亲水材料的选择性是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种兼性氮化碳亲水性富集材料。

本发明所提供的兼性氮化碳亲水性富集材料，为：L-Cys-Au@M-C₃N₄，其中，L-Cys-Au表示结合金的L-半胱氨酸，M-C₃N₄表示薄层石墨相氮化碳。