一种刷型肼聚合物功能化磁性纳米材料及其制备和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种刷型肼聚合物功能化磁性纳米材料制备及其在糖肽或糖蛋白富集中的应用。在纳米材料表面引入可逆加成断裂链转移(RAFT)试剂后，加入有机聚合反应功能单体和有机聚合反应引发剂，有机功能单体在可逆加成断裂链转移试剂的调控下进行可控自由基聚合反应，制备出含刷型聚合物的有机-无机杂化纳米材料。该有机-无机杂化纳米材料的制备过程简单、反应条件温和，并可以应用于复杂生物样品中糖肽或糖蛋白的富集。
【专利说明】一种刷型肼聚合物功能化磁性纳米材料及其制备和应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及糖基化肽的分离富集，具体地说是一种刷型肼聚合物功能化磁性纳米 材料及其制备，以及其在糖肽或糖蛋白的选择性分离富集中的应用。
【背景技术】
[0002] 蛋白质糖基化作为一种重要的翻译后修饰，在蛋白质折叠、构象稳定和活性等方 面具有重要影响。糖基化蛋白质参与了蛋白质相互作用、免疫应答、细胞通讯、细胞凋亡等 生命过程。糖基化蛋白质的异常变化可以作为肿瘤发生和发展的一种重要标志。
[0003] 在糖基化蛋白质组分析中，高效液相色谱质谱联用是分析糖蛋白或者糖肽的一种 有效工具。当样品直接进质谱分析时，由于糖肽或糖蛋白的含量相对于非糖肽或非糖蛋白 的含量很低，糖肽或糖蛋白的离子信号强度往往会被非糖肽或糖蛋白的离子信号所抑制， 因而在进行蛋白质糖基化分析时，对糖肽或糖蛋白进行预分离和富集是很有必要的。从复 杂的体系中分离富集糖肽或糖蛋白较为有效的方法是酰肼化学法，该方法的主要原理是高 碘酸钠将糖基上的顺式邻二醇氧化成醛，然后与固定在材料上的肼共价结合，从而达到了 分离富集糖肽或糖蛋白的效果。
[0004] 近年来，尽管有一些商品化的肼材料被广泛应用于细胞表面糖蛋白的提取，但材 料的分离耗时，因而不适合高通量分析。将肼引入到磁性材料表面可以有效地克服这一 缺陷（文献I.ZhiqingZouet.al"SynthesisandEvaluationofSuperparamagnetic SilicaParticlesforExtractionofGlycopeptidesintheMicrotiterPlate Format"《AnalyticalChemistry》，2008, 80，1228-1234.文献 2.ShishengSun et.al''IsolationofN-Iinkedglycopeptidesbyhydrazine-functionalizedmagnetic particles"《Analyticalandbioanalyticalchemistry》，2010,396,3071-3078·)，然 而这些文献中键合到磁球表面的化合物只含有单个肼基团，这样材料表面的肼含量相对较 低，因此富集到糖肽的量是很有限的。在无机纳米粒子表面键合刷型聚合物日益引起广泛 关注，聚合物单体的多样性决定了聚合物类型的多样性，而且刷型聚合物容易后修饰，这样 使得表面键合了聚合物的纳米材料特异性强，灵敏度高，捕捉量大。在磁核上以RAFT方式 制备了刷型肼聚合物功能化磁性纳米材料并应用于糖肽或糖蛋白的分离富集得方法未见 报道。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种刷型肼聚合物功能化磁性纳米材料制备及应用，其可 在磁铁作用下简单快速地完成糖肽或糖蛋白从复杂生物样品中高效高选择性地分离富集。
[0006] 为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
[0007] -种刷型肼聚合物功能化磁性纳米材料，刷型肼聚合物功能化磁性纳米材料的结 构示意如下，
[0008]
【权利要求】
1. 一种刷型肼聚合物功能化磁性纳米微球，其特征在于：磁性纳米微球是于四氧化化 三铁表面包裹硅胶后，通过硅胶上的硅烷化反应，于硅胶上键合刷型肼聚合物，其结构示意 图如下，
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2. -种权利要求1所述功能化磁性纳米微球的制备方法，其特征在于：在四氧化三铁 表面包裹二氧化娃的磁性纳米微球表面原位生成RAFT试剂，加入有机聚合反应功能单体 和有机聚合反应引发剂，在RAFT试剂的调控下将功能单体接枝到纳米材料表面形成刷型 聚合物功能化磁性纳米微球。
3. 根据权利要求2所述的制备，其特征在于：可按如下步骤操作， (1) 磁性纳米微球表面包覆一层二氧化硅：取0. 15-0. 30g四氧化三铁纳米微球在超声 作用下分散在60-260mL的无水乙醇中，加入15-52mL水，0. 5-3mL质量浓度25-28%的浓氨 水，超声10-60min，再加入l-5mL正硅酸乙酯（TEOS)，在25-55°C水浴中搅拌l_15h，取出磁 球依次用水和无水乙醇洗涤； (2) 包覆上二氧化硅的磁球进行4-氯甲基苯基功能化反应：将步骤（1)制备的包覆 二氧化硅的磁球置于40-KKTC的真空干燥箱中干燥2-24h后，将干燥的磁球加入10-50mL 甲苯，超声分散10_40min，在氮气保护下滴加50-300iiL4-氯甲基苯基三氯硅烷，然后超声 l-10min，再滴加120-720iiL三乙胺，最终的混合物在氮气保护下回流6-36h，取出磁球依 次用甲苯、水、乙醇洗涤，然后置于40-80°C的真空干燥箱中干燥2-24h; (3) 磁球表面原位生成RAFT试剂：在氮气保护下，将6. 9-41. 5mg镁粉和22. 0-46.Omg 碘粒加入到反应瓶中，并向其中加入l-2mL四氢呋喃（内含溴苯1. 4-8. 7iiL)，吹风机加热 引发后，滴入10_20mL四氢呋喃（内含溴苯28. 9-173. L)，在40-60°C时反应0? 5-3. 0h， 然后冷却至〇°C，再向其中滴入5-10mL四氢呋喃（内含二硫化碳23. 7-118. 4iiL)，0. 5-4.Oh后，向所得红色溶液中加入步骤（2)所得磁球，超声5-30min后,该反应液置于40-60°C的油 浴中反应12-48h，依次用水、乙醇、丙酮洗涤后，置于40-80°C的真空干燥箱中干燥2-24h; (4) 甲基丙烯酸缩水甘油酯以RAFT方式聚合得到刷型聚合物磁球：在希莱克试管中， 加入步骤（3)所得磁球，10-30mL四氢呋喃，超声分散5-30min后，再加入0. 5-2.OmL甲基丙 烯酸缩水甘油酯（GMA)，2.0-8.0mg偶氮二异丁腈（AIBN)，冷冻（-60至-80°C)_脱空气-溶 解循环2-5次，在氮气保护下置于50-65°C的油浴中反应12-36h，产物依次用四氢呋喃、乙 醇洗涤后，置于50°C的真空干燥箱中干燥2-24h; (5) 刷型聚合物磁球进行肼功能化：将步骤（4)所得磁球分散到20-50mL无水乙醇中， 超声5-60min后，加入0. 5-3.OmL水合肼，在室温下搅拌6-36h，最终的产品用乙醇充分洗涤 后，置于40-70°C的真空干燥箱中干燥2-24h，制备成刷型肼聚合物功能化磁性纳米微球。
4. 一种权利要求1所述刷型肼聚合物功能化磁性纳米微球的应用，其特征在于：刷型 肼聚合物功能化磁性纳米微球作为吸附剂或填料用于糖肽或糖蛋白的富集和/或纯化。
【文档编号】B01J20/286GK104275167SQ201310274854
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2013年7月1日 优先权日:2013年7月1日
【发明者】邹汉法, 黄光 , 欧俊杰 申请人:中国科学院大连化学物理研究所