[发明专利]二维过渡金属碳化物基质的制备方法及其应用

说明书

本发明提出一种二维过渡金属碳化物基质的制备方法及其应用，属于二维过渡金属碳化物基质合成领域，能够解决传统基质检测小分子代谢物时，存在检测灵敏度低、检测过程中易受其他生物大分子影响、难以实现复杂生物样本代谢物检测的技术问题。本发明提供的二维过渡金属碳化物基质通过在LiF/HCl水溶液中从Ti₃AlC₂选择性蚀刻Al层制备得到，具体包括LiF/HCl水溶液制备、混合物溶液制备、二维过渡金属碳化物悬浮液制备以及二维过渡金属碳化物基质制备步骤。本发明提供的二维过渡金属碳化物基质能够应用于小分子物质及血清、尿液代谢物质检测方面。

技术领域

本发明属于二维过渡金属碳化物基质合成领域，尤其涉及一种二维过渡金属碳化物基质的制备方法及其应用。

背景技术

代谢是一项重要的细胞过程，并且代谢障碍可能是很多疾病的主要诱因。代谢物(即，代谢所涉及的物质)可以是疾病表型的良好指示，并且可以用作代谢疾病生物标记。因此，代谢物的定量和分析可以在很多疾病的研究和早期诊断或检测中起到重要的作用。

目前，生化分析和基于气相/液相色谱-质谱联用技术(gaschromatography/liquid chromatography mass spectrometry,GC/LC MS)是代谢物检测的主要手段，这些方法在对样品进行除盐、除蛋白、衍生化、浓缩等预处理后，即可实现代谢物的检测。但是此种方法通常一次只能检测一种物质，且容易受背景信号的干扰，灵敏度和特异性低。如果想要实现多种代谢物的同时检测，需要对样品进行复杂的预处理，存在检测时间长、价格昂贵等问题，因此此种代谢物检测方式难以实现对代谢物样本低成本、高通量检测，难以在临床上得到广泛应用。

生化小分子飞行时间质谱系统(简称“MetaDx-MS”)是一种基于基质辅助激光解吸电离离子源(MALDI)和飞行时间质量分析器(TOF)的质谱设备，能够在临床上对来源于人体的血清、血浆等样本中的无机或者有机化合物进行定性或定量检测，具有样品无需经过复杂预处理过程、灵敏度高及检测效率高等特点。从该设备的工作原理可知，基质是其核心组成部分，但使用传统基质进行小分子代谢物检测时，存在检测灵敏度低、检测过程中易受其他生物大分子影响、难以实现复杂生物样本代谢物检测等缺陷。

因此，如何研发出一种灵敏度高、能够实现复杂生物样本代谢物检测且适用于生化小分子飞行时间质谱系统的基质是解决上述问题的关键。

发明内容

本发明针对传统基质检测小分子代谢物时，存在检测灵敏度低、检测过程中易受其他生物大分子影响、难以实现复杂生物样本代谢物检测的技术问题，提出一种具有灵敏度高、能够实现复杂生物样本代谢物检测且适用于生化小分子飞行时间质谱系统的二维过渡金属碳化物基质的制备方法及其应用。

为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

二维过渡金属碳化物基质的制备方法，通过在LiF/HCl水溶液中从Ti₃AlC₂选择性蚀刻Al层制备得到所述二维过渡金属碳化物基质Ti₃C₂。

在一实施方式中，二维过渡金属碳化物基质的制备方法，包括以下步骤：

称取一定质量的LiF添加到HCl中搅拌溶解15-30min，得到LiF/HCl水溶液；

将Ti₃AlC₂缓慢添加到LiF/HCl水溶液中，得到混合物溶液；

混合物溶液在一定温度条件下进一步搅拌10-12h后，得到二维过渡金属碳化物悬浮液；

二维过渡金属碳化物悬浮液依次经过去离子水多次洗涤、干燥处理后，最终得到二维过渡金属碳化物基质Ti₃C₂。