金属有机骨架修饰的磁性纳米探针及其合成方法和应用技术

本发明专利技术属于先进纳米材料技术领域，具体为一种金属有机骨架修饰的磁性纳米探针及其合成方法和应用。本发明专利技术首先利用自组装策略将四氧化三铁磁性纳米微球负载在氧化石墨烯上，然后在N2氛围下煅烧；将获得的负载了四氧化三铁微球的石墨烯材料分散在溶解了氢氧化钠、六水氯化铝和3，5

【技术实现步骤摘要】
金属有机骨架修饰的磁性纳米探针及其合成方法和应用


[0001]本专利技术属于先进纳米材料
，具体涉及一种以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针及其合成方法和在临床样本中糖基化肽段富集的应用。

技术介绍

[0002]肝癌（Hepatocellular Carcinoma，HCC）是全球最常见的恶性肿瘤之一，在我国所有恶性肿瘤中，肝癌的发病率居第四位，病死率高居第二位。不仅受肝炎病毒感染、肝硬化、黄曲霉素暴露、酒精等危险因素的影响，近年来肥胖、糖尿病、代谢综合征及非酒精性脂肪肝等导致肝癌发生的风险也日益增加。研究证实，病人预后与确诊时间密切相关，早期诊疗肝癌患者5年生存率超过70%，远高于肝癌晚期患者（低于16%）。临床上早期肝癌诊断包括影像学、病理学以及血清肿瘤标志物检测等手段。但是肝癌发病隐匿，早期的影像学检测表现不典型，不易发现（病灶小，超声检查灵敏度仅63%）。甲胎蛋白（AFP）是目前应用于临床检测肝癌的血清生物标志物，但是AFP的灵敏度及特异性较差，尚不能完全满足临床需求。因此，发现新型的肝癌生物标志物用于快速、精准、无创的肝癌早期筛查是十分迫切且重要的。
[0003]蛋白糖基化是生物细胞内十分普遍的一种蛋白翻译后修饰，决定了蛋白的功能以及代谢途径，在人体内的新陈代谢、信号传导、细胞增殖分裂等生命活动过程中起着不可替代的作用。蛋白质的异常糖基化与癌症等疾病的发生发展息息相关，因此特异性识别糖基化蛋白质、分析其动态变化、定位及分布等，有利于发现新的疾病生物标志物，实现疾病的早期筛查、诊断和治疗。目前，分析糖蛋白常用手段是通过质谱技术对其酶解产物糖基化肽段进行分析检测，然而，由于糖基化肽段的弱电离能力和较低的丰度，以及样品复杂等原因，直接使用质谱对糖基化肽段进行分析检测十分困难。因此，在质谱分析前对复杂生物样品中的糖基化肽段进行富集分离是成功解析糖基化蛋白的关键。
[0004]金属有机骨架（MOFs）材料是一类由有机配体与中心金属离子或金属簇通过配位自组装构建而成的多孔材料。MOFs材料因其具有大的表面积、可设计性强、孔径大小及环境易调节、易功能化化等特点，已经成为了诸多领域的研究热点。在分析化学研究领域中，选择合适的MOFs多孔材料，可以达到对目标分子的高效富集筛分。本专利技术首次合成了一种具有强磁响应、大比表面积的以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针并应用于糖基化肽的分离、富集中。通过磁性分离，整个过程快速简便。同时，Al
‑
MOFs金属有机骨架中的亲水孔道对目标糖基化肽具有强的亲和作用，经该纳米探针富集后，目标糖基化肽的质谱信号显著增强，并且由于Al
‑
MOFs材料独特的多孔结构，纳米探针能够成功排除大尺寸的干扰物质，有效的提高了对糖基化肽的富集效率。应用于临床样本（肝癌患者和正常人血清）分析中，在血清中糖基化肽的研究中也得到了令人满意的鉴定结果。

技术实现思路

[0005]本专利技术目的在于提供一种合成方便简单、稳定性好、生物兼容性好的以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针及其合成方法，以及其在糖基化肽选择性富
集检测中的应用。
[0006]本专利技术提供的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针的合成方法，具体步骤如下：（1）将50
‑
200mg尺寸为10
‑
30nm的四氧化三铁磁性小球分散在溶有20
‑
50mg氧化石墨烯的10
‑
30 mL正己烷溶液中，超声分散1
‑
4小时，磁性分离出材料；（2）将步骤（1）中所得材料在400
‑
600 ℃下高温煅烧2
‑
6 h，所得材料记为GO@Fe3O4；（3）将0.5
‑
1 g 3，5
‑
吡唑二羧酸和0.2
‑
0.5 g氢氧化钠溶解在50
‑
150 mL纯水溶液中，超声0.5
‑
2h，随后在100 ℃下预热30 min；（4）将0.8
‑
2.1g六水氯化铝加入步骤（3）所得溶液中，超声至溶解；（5）将步骤（2）中所得材料分散在步骤（4）所得溶液中，于25
‑
100 ℃下反应2
‑
24 h，磁性分离出产物，并用去离子水和无水乙醇洗涤2
‑
5次，40
‑
80 ℃下真空干燥，得到以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针，记为GO@Fe3O4@MOF
‑
303。
[0007]本专利技术步骤（3）中，3，5
‑
吡唑二羧酸和氢氧化钠的重量比为：1：0.3
‑
0.5；本专利技术步骤（4）中，六水氯化铝和3，5
‑
吡唑二羧酸的重量比为：1.3
‑
2.5：1；本专利技术步骤（5）中，反应温度优选50
‑
100℃。
[0008]本专利技术制备的以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针，具有大比表面积、高磁响应效应、良好的亲水性孔道结构和稳定的生物相容性。对于糖基化肽具有高效的分离效应、强富集选择性以及超低的灵敏度，可用于糖基化肽选择性分离、富集与质谱鉴定中，具体步骤为：将以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针与目标糖基化肽溶液充分混合，加入80
‑
95 %乙腈/1.0
‑
2.0 %三氟乙酸缓冲液中，分散均匀，在35
‑
40 ℃酶解仪中孵育；通过磁性分离出磁性探针，用80
‑
95 %乙腈/1.0
‑
2.0 %三氟乙酸缓冲液洗涤磁性探针3
‑
5次，用25
‑
30 %乙腈/0.10
‑
0.15 %三氟乙酸洗脱；取0.8
‑
1.2 μL洗脱液点在MALDI
‑
TOF
‑
MS靶板上，自然干燥后再滴加0.8
‑
1.2 μL浓度为15
‑
25 mg/mL的2，5
‑
二羟基苯甲酸（DHB）溶液于被分析物液滴上，形成薄层基质，干燥后进行质谱分析。
[0009]具体地，本专利技术制备的以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针，可用于临床血清样品（肝癌患者和正常人）中的糖肽的富集鉴定及其糖基化蛋白质组学的分析。经过上述合成的以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针进行选择性富集后，进行质谱高通量检测，使得原本无法鉴定到的糖基化肽在信号强度上有大幅度提高，以得到清晰、信噪比高的糖基化肽段信号峰。该富集策略已经实践于标准HRP蛋白酶解液、HRP蛋白酶解液与牛血清白蛋白（BSA）和HRP蛋白混合溶液、正常人血清等多项实验中。
[0010]本专利技术的有益效果在于：以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针合成方法操作方便、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针的合成方法，其特征在于，具体步骤如下：（1）将50
‑
200mg尺寸为10
‑
30nm的四氧化三铁磁性小球分散在溶有20
‑
50mg氧化石墨烯的10
‑
30 mL正己烷溶液中，超声分散1
‑
4小时，磁性分离出材料；（2）将步骤（1）中所得材料在400
‑
600℃下高温煅烧2
‑
6h，所得材料记为GO@Fe3O4；（3）将0.5
‑
1 g 3，5
‑
吡唑二羧酸和0.2
‑
0.5g氢氧化钠溶解在50
‑
150 mL纯水溶液中，超声0.5
‑
2h，随后在100℃下预热30min；（4）将0.8
‑
2.1g六水氯化铝加入步骤（3）所得溶液中，超声至溶解；（5）将步骤（2）中所得材料分散在步骤（4）所得溶液中，于25
‑
100℃下反应2
‑
24h，磁性分离出产物，并用去离子水和无水乙醇洗涤2
‑
5次，40
‑
80 ℃下真空干燥，得到以铝离子为中心离子的金属有机骨架修饰的磁性纳米探针，记为GO@Fe3O4@MOF
‑
303。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤（3）中3，5
‑
吡唑二羧酸和氢氧化钠的重量比为：1：0.3
‑
0.5。...

【专利技术属性】
技术研发人员：王嘉希，张祥民，黄立豪，夏衍，李杰，高明霞，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：