一种自支撑有序多孔碳材料及其制备和在富集N-糖链中的应用制造技术

本发明专利技术涉及一种自支撑有序多孔碳材料及其制备和在富集N

【技术实现步骤摘要】
一种自支撑有序多孔碳材料及其制备和在富集N
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糖链中的应用


[0001]本专利技术属于无机生物材料领域，涉及一种自支撑有序多孔碳材料及其制备和在富集N
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糖链中的应用。

技术介绍

[0002]肝细胞癌(HCC)是世界上最普遍和最致命的癌症之一，其中大多数发生在慢性肝病的影响下，如病毒性肝炎、肝硬化、非酒精性脂肪性肝炎等。由于大多数HCC患者在早期没有明显的症状，不能及时、准确地诊断。因此，积极开发HCC早期诊断的新方法，提高疾病防治效率，对于早期预警、早期诊断和及时预防具有重要的理论及现实意义，也是目前肝脏疾病研究领域亟待解决的问题。
[0003]糖基化是最重要的蛋白质翻译后修饰之一，在人体内的新陈代谢、细胞识别、细胞增殖分裂、免疫与应答等生命活动过程中起着不可替代的作用。在诸多疾病的发生、发展过程中，蛋白的糖基化修饰程度、糖链结构等都发生了改变，导致糖蛋白及其所在细胞的功能障碍，甚至出现恶性表型。其中，N
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糖链结构发生变化与疾病的关联性作为糖基化蛋白质组学和生物医学的结合点已成为研究热点，特别是与恶性肿瘤发生发展密切相关，例如细胞突变、细胞转移与侵袭、基因活化等。尽管随着生物质谱的快速发展，糖基化蛋白组学分析的研究取得了重要的进展。然而，糖基化蛋白组学分析仍然面临着很多困难和挑战，包括糖基化的微观不均一性导致糖蛋白结构和功能的复杂性，糖链丰度低、干扰大、自身离子化效率低等。因此，在质谱分析前对复杂生物样品中的N
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糖链进行特异性富集分离是成功分析N
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糖链的关键。
[0004]基于此，研究者们开发了各类材料，例如多孔碳材料、凝集素类材料、亲水性材料等。这些已报道的材料在糖链分析中尽管取得了一定的效果，但大部分都存在富集效率低以及制备步骤繁琐、原料昂贵等问题。
[0005]专利申请CN202210599013.X公开了一种生物质多孔碳材料的制备方法，以价格低廉、易得的壳聚糖为前驱体，经过高温碳化和后氧化修饰的方法制备获得石墨化多孔碳材料。上述方法得到的多孔碳材料具有大的比表面积、高的石墨化程度、较强的亲水性以及合适的孔径结构。经该材料富集后，目标分析物糖链的质谱信号显著增强，在标准糖链样品的富集中表现出良好的体积排阻效应以及超高的灵敏度，并成功应用于临床血清样本中糖链的分析。但是该材料是粉末状材料，稳定性有待提高。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种灵敏度高、特异度强的自支撑有序多孔碳材料及其制备和在富集N
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糖链中的应用。本专利技术具有制备方法简单、灵敏度高、特异度强，为生物体样本中N
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糖链富集及分析提供了一种高效、精准的富集及分析平台，为早期肝癌的高灵敏度无创准确诊断提供了有价值的指导。
[0007]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种自支撑有序多孔碳材料，该自支撑有序多孔碳材料为整体式复合三维分级孔整体式碳材料，制备该材料的原料包括碳基原料50
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95wt％，金属盐0
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20wt％，造孔剂5
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40wt％。
[0008]进一步地，所述的碳基原料包括摩尔比为(1.5～2):(2～4)：1的酚类化合物、醛类和胺类化合物。
[0009]进一步地，所述的酚类化合物为苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚中的一种或两种，醛类化合物为甲醛、对聚甲醛、多聚甲醛中的一种或两种，胺类化合物为NN二甲基甲酰胺、1
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6己二胺、苯胺、糠胺中的一种或两种。
[0010]进一步地，所述的金属盐包括Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W、Mn对应金属离子盐中一种或多种；
[0011]进一步地，所述的造孔剂包括P123、P104、F108、P105、F127、CTAB中的一种。
[0012]进一步地，所述的自支撑有序多孔碳材料比表面积大、孔隙率高且具备丰富N/O基团和贯通的大孔
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介孔孔系，有序介孔的孔径为5
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10纳米，有序介孔还可限域金属氧化物或合金(如氧化铁、铁镍合金等)，形成纳米级别锚定的高分散颗粒。
[0013]本专利技术还提供一种自支撑有序多孔碳材料的制备方法，通过自组装
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聚合
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浸渍
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焙烧的方法，制备了自支撑无粘结剂的整体式复合三维分级孔整体式碳材料，主要以酚类化合物、醛类和胺类化合物为原料并加入F127作为造孔剂合成的苯并噁嗪高聚物，并可混合Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W、Mn等金属离子盐中一种或多种，苯并噁嗪复合高聚物在500
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1000℃惰性气氛中焙烧处理，得到比表面积大、孔隙率高且具备丰富N/O基团及功能化磁性金属或其氧化物的多孔碳材料。
[0014]进一步地，所述方法具体包括以下步骤：
[0015]1)将碳基原料与金属盐、造孔剂进行混合，得到前驱体；
[0016]2)将前驱体于惰性气氛下，程序升温热处理碳化转化，降到室温得到碳化产物；
[0017]3)将碳化产物研磨后，于水或酸性溶液中洗涤分散，并过滤干燥得到产物。
[0018]步骤1)中，各原料混合后采用自组装及高分子前体低温聚合10
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15h得到前驱体；
[0019]步骤2)中，所述的程序升温过程，最终温度为500
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1000℃(优选800
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900℃)，停留0.5
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10小时(优选3
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5h)；即从室温以1～3℃/min程序升温至500
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1000℃，停留0.5
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10。
[0020]步骤3)中，水或酸洗过程中，液固比为1
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100：1，温度为0
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50℃，时间为0.5
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48小时，酸性溶液为1
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20wt％硝酸溶液。
[0021]所述的程序升温热处理碳化转化过程中，采用马弗炉、管式炉或其他封闭通气的控温装置，并在惰性气氛(如)的保护下进行程序升温。
[0022]本专利技术还提供一种自支撑有序多孔碳材料的应用，将所述自支撑有序多孔碳材料用于N
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糖链的富集与分析，提供一种简便、高灵敏、高特异性的多功能检测平台。
[0023]进一步，对不同人群体液中N
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糖链进行有效的富集分离，结合质谱检测，以实现疾病发生发展过程中N
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糖链的差异性探究。
[0024]进一步，将所述自支撑有序多孔碳材料用于对健康人群、肝功能异常患者、肝癌患者血清中N
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糖链进行特异性富集分析，以发现与HCC发展相关的新型生物标志物。
[0025]多孔碳材料因其具有大比表面积、可调控的孔道结构等，已成为高效、快速富集N
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自支撑有序多孔碳材料，其特征在于，该自支撑有序多孔碳材料为整体式复合三维分级孔整体式碳材料，制备该材料的原料包括碳基原料50
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95wt％，金属盐0
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20wt％，造孔剂5
‑
40wt％。2.根据权利要求1所述的一种自支撑有序多孔碳材料，其特征在于，所述的碳基原料包括摩尔比为(1.5～2):(2～4)：1的酚类化合物、醛类和胺类化合物。3.根据权利要求2所述的一种自支撑有序多孔碳材料，其特征在于，所述的酚类化合物为苯酚、间苯二酚、邻苯二酚、对苯二酚中的一种或两种，醛类化合物为甲醛、对聚甲醛、多聚甲醛中的一种或两种，胺类化合物为NN二甲基甲酰胺、1
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6己二胺、苯胺、糠胺中的一种或两种。4.根据权利要求1所述的一种自支撑有序多孔碳材料，其特征在于，所述的金属盐包括Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W、Mn对应金属离子盐中一种或多种；所述的造孔剂包括P123、P104、F108、P105、F127、CTAB中的一种。5.根据权利要求1所述的一种自支撑有序多孔碳材料，其特征在于，所述的自支撑有序多孔碳材料比表面积大、孔隙率高且具备丰富N/O基团和贯通的大孔
‑
介孔孔系，有序介孔的孔径为5
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10纳米，有序介孔还可限域金属、金属氧化物或合金，形成纳米级别锚定的高分散颗粒。6.一种如权利要求1
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5任一所述的自支撑有序多孔碳材料的制备方法，其特征在于...

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