[发明专利]一种亲水基团修饰二维磁性纳米材料的制备及其在糖肽规模化富集中的应用

说明书

本发明公开了一种亲水基团修饰二维磁性纳米材料及其制备方法与应用。该材料由二维二硫化钼纳米材料、通过金属共价键连接在二维二硫化钼纳米材料表面的磁性纳米颗粒、通过“Au‑S”键方式聚合在二维二硫化钼纳米材料表面的纳米金线、通过“Au‑S”键方式聚合在所述纳米金线表面的亲水性基团试剂组成。通过该材料中的基团试剂与糖基化肽段的亲水相互作用及静电相互作用，实现对糖肽高效地选择性富集；糖基化肽段富集效果好，可以实现低浓度人血清白蛋白(如IgG)与人尿液外泌体蛋白中糖肽的富集检测。

技术领域

本发明属于功能化磁性纳米材料技术领域，具体涉及一种亲水基团修饰二维磁性纳米材料的制备及其在糖肽规模化富集中的应用。

背景技术

蛋白质糖基化在许多生物学过程中都起着至关重要的作用，并且与各种癌症的发生和发展密切相关。因此，分析复杂生物样品中糖基化肽段的异常变化是至关重要的。目前针对糖蛋白的研究策略主要是将糖蛋白酶解成肽段，之后通过基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)或液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)进行分析。但是，胰蛋白酶消化的肽段混合物中糖肽的丰度低以及压倒性非糖肽的信号抑制导致基于质谱(MS)的大规模糖肽鉴定面临重大挑战。因此，对于复杂的蛋白质组学研究，从复杂的生物样品中对糖肽的选择性富集策略是必要的。

目前针对糖肽富集的方法按原理可以分为：凝集素亲和层析法，化学酰肼法，硼酸亲和层析和亲水相互作用法(HILIC)。其中，凝集素亲和色谱法具有很高的特异性，但后续不易分离，不利于进一步分析；酰肼化学法的富集策略会对糖链造成不同程度的破坏，无法得到完成的糖链信息；硼酸亲和层析与糖链的相互作用力小，对复杂样品中糖基化肽段选择性有限。但是，基于HILIC的糖肽富集具有操作简单，可重复性高和与MS相容性好的优点，因此受到了越来越多的研究关注。尽管许多工作中都采用了基于HILIC的方法，但是市售的微米级HILIC材料仍然存在较低的富集效率，特异性和选择性差等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种亲水基团修饰二维磁性纳米材料及其制备方法。

本发明所提供的亲水基团修饰二维磁性纳米材料，由二维纳米材料，磁性纳米颗粒，修饰在所述二维纳米材料表面的纳米金线和通过“Au-S”键方式聚合在所述纳米金线表面的亲水性基团试剂组成。

上述的材料中，所述二维纳米材料可为二硫化钼；所述二维纳米材料是指层状结构的纳米材料，粒径为20～400nm。

上述的材料中，所述磁性纳米颗粒可为四氧化三铁纳米颗粒，具体可为γ-Fe₃O₄磁性纳米颗粒。所述磁性纳米颗粒的粒径可为20～200nm。

上述的材料中，所述亲水性基团试剂可为还原型谷胱甘肽(GSH)。

上述的材料中，所述亲水基团修饰二维磁性纳米结构示意式可如下：

式Ⅰ中，表示钼原子，表示硫原子，表示在二硫化钼表面的磁性纳米颗粒，

表示纳米金线，表示还原型谷胱甘肽。

本发明还提供了所述亲水基团修饰二维磁性纳米材料的制备方法。

本发明所提供的亲水基团修饰二维磁性纳米材料的制备方法，包括下述步骤：

(1)通过水热法合成二维二硫化钼纳米材料，得到产物Ⅰ；

(2)通过水热法在产物Ⅰ的表面负载磁性纳米颗粒，得到产物Ⅱ；

(3)在所述产物Ⅱ中二维二硫化钼纳米材料表面通过“Au-S”键修饰纳米金线，得到表面修饰有纳米金线的产物Ⅲ；

(4)在适当的溶液中，所述表面修饰有纳米金线的产物Ⅲ与亲水性基团试剂进一步通过“Au-S”键聚合，即可得到所述亲水基团修饰二维磁性纳米材料。