一种用于萃取磷酸肽的管内固相微萃取复合物柱的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及二氧化钛/石墨烯复合物制备技术，将其应用于管内固相微萃取柱的制备，实现磷酸肽的萃取与解析，并利用紫外检测器进行检测，属于分析化学领域。
【背景技术】
[0002]固相微萃取法(SPME)是20世纪90年代兴起的一项新型的样品前处理与富集技术，于1989年由加拿大滑铁卢大学的J.Pawliszyn教授首次提出，为了提高萃取能力，经过不断的发展出现了多种新型SPME装置，其中管内固相微萃取是目前研究和应用最多的一种，这种方法具有更大的萃取比表面积和更薄的萃取相涂层，富集倍数高，脱附容易，且易实现自动化，可以提高分析方法的灵敏度和重现性并降低成本，方便与高效液相色谱(HPLC)、电泳(CE)、液质(LC-MS)等方法在线连用，实现取样、富集、解析、进样的快速自动分析，提高了精度和准确度。
[0003]在蛋白质组学中，分析磷酸化的蛋白质和肽尤为重要，约三分之一的哺乳动物细胞蛋白可以被磷酸化，异常的磷酸化过程容易引起多种人类疾病，例如:阿尔兹海默症。要了解细胞的调控过程，首先就要对磷酸位点的变化有更多的了解。虽然在细胞中可逆性磷酸化过程是无处不在的，但从本质上讲磷酸化过程是动态的短暂的过程，并且磷酸化蛋白的含量通常低于非磷酸化蛋白，因此，在对磷酸肽进行分析前首先要对其进行富集。富集磷酸肽最常用的方法是利用二氧化钛，不饱和的钛是很强的Lewis酸，在酸性条件下，二氧化钛能够选择性吸附磷酸蛋白或磷酸肽。但是由于二氧化钛前驱体极易吸潮，二氧化钛不易与毛细管壁以化学键稳定结合等原因，导致包含二氧化钛颗粒的整体柱型萃取柱制备困难。本发明中利用甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵成功制备出了包含二氧化钛颗粒的整体柱，对磷酸肽的分析具有一定的应用价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于弥补二氧化钛整体柱不易制备的问题，并将石墨烯这类研究热门的材料与二氧化钛制备成复合物。石墨烯类材料具有大的比表面积，增加了萃取相的活性面积，提高萃取性能。特别是以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为桥梁，不仅通过JT-JT堆叠作用与石墨烯氧化物结合，通过静电作用与二氧化钛结合，而且其具有的甲基丙烯结构能够与单体、交联剂溶液聚合，使二氧化钛复合物生长在整体柱结构中，成功制备出管内固相微萃取柱，解决了二氧化钛整体柱不易制备的问题。通过调节整体柱孔径、二氧化钛的含量使整体柱具有良好的渗透性及萃取效果，最终采用管内固相微萃取技术对磷酸肽进行富集与解析，所得产物进行紫外检测。
[0005]为了满足以上目的，本发明采用的技术方案包括如下步骤:
[0006]SI 二氧化钛-石墨烯氧化物复合物(T12-GO)的制备:
[0007]将一定浓度的石墨烯氧化物水溶液滴加至甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵水溶液中，充分搅拌后离心、洗涤，再分散超纯水中，滴入一定浓度纳米二氧化钛浆液，其中优选二氧化钛与石墨烯氧化物质量比为1: (1-3.5)，二氧化钛与META的比为1: (1-5)，搅拌7_14h后离心、洗涤、干燥。
[0008]S2管内固相微萃取柱的制备:
[0009]将由单体、交联剂、引发剂、致孔剂及步骤SI中制备的二氧化钛-石墨烯氧化物复合物组成的溶液注入到硅烷化的毛细管中，在紫外反应箱中光聚5-30min ;其中单体是甲基丙烯酸丁酯，交联剂是乙二醇二甲基丙烯酸酯，引发剂是2，2- 二甲氧基-苯基苯乙酮，致孔剂由正丙醇、1，4-丁二醇和水组成三元致孔剂，其中单体、交联剂、引发剂、致孔剂的质量比优选为60:40:1:144。正丙醇、1，4- 丁二醇和水的体积百分含量优选为50-70%，20-40%，10%。硅烷化的毛细管所用的硅烷化试剂为3-(三甲氧基甲硅基)甲基丙烯酸丙酯。
[0010]将本发明方法制备的管内固相微萃取复合物柱用于对微量甚至痕量磷酸肽的富集与检测。
[0011]磷酸肽样品的配制:
[0012]将一定量氨基酸序列为FQ-pSEEQQQTEDELQDK的单磷酸肽粉末溶解至pH = 3-4，0.1% (v/v)乙酸溶液中，逐步稀释至50mmol/L-100mmol/L。
[0013]SI磷酸肽样品的管内固相微萃取:
[0014]在200psi_500psi压力驱动下，使5 μ L-1O μ L配制的单磷酸肽样品乙酸溶液流经制备的管内固相微萃取柱，分析物与萃取相结合留在萃取柱中，用离心管收集萃取柱末端溶液；
[0015]S2磷酸肽样品的解析:
[0016]在200ps1-500psi压力驱动下，使5 μ L-10 μ L解析液流经萃取柱进行解析。萃取物从萃取相洗脱下来，用离心管收集萃取柱末端溶液；
[0017]其中，所述方法中解析液为pH = 9-11,0.01% ~1% (v/v)的氨水。
[0018]S3磷酸肽样品的紫外检测:
[0019]离线模式下，利用压力驱动进样，对萃取液、解析液分别进行紫外检测。
[0020]其中，所述方法中紫外检测波长设定为214nm，检测用毛细管内径为10 μπι-25 μπι，进样时间3s_6s，流动相为超纯水。
[0021]本发明获得的效果如下:
[0022]以甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵作为桥梁成功制备出了 T12-GO复合物，通过其具有的键与GO以31-31堆叠做用结合，同时通过静电作用与T12结合。更值得一提的是甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵具有的甲基丙烯结构与单体、交联剂中的丙烯结构发生聚合，而单体、交联剂等聚合后提供整体柱的有机框架，使T12-GO材料能够固载在整体柱结构中，解决了二氧化钛整体柱不易制备的问题，成功制备出了管内固相微萃取柱。通过调节三元致孔剂的比例能够控制整体柱结构孔径大小，使萃取柱具有良好的渗透性和较低的传质阻力，实现对蛋白质样品快速、高效的选择性富集。本发明使用的解析溶液具有良好的效果，减少了试剂的用量和时间的消耗，贯彻绿色化学的理念。在检测过程中，检测毛细管内径可进行调节，有助于摸索并实现不同检测物最优的检测条件。
[0023]利用该发明中制备的管内固相微萃取柱对单磷酸肽进行萃取，证实该萃取柱良好的富集效果。通过管内固相微萃取与紫外检测联用技术成功实现萃取及解析后的目标分析物的检测。该联用技术操作简单、条件可控、方便快捷，灵敏度高，适用于对微量甚至痕量磷酸肽的预处理及检测。解决了复杂蛋白体系中磷酸肽受到非磷酸肽的干扰不易检测的问题，满足了对磷酸化位点深入研究的需求。
【附图说明】
[0024]图1是本发明中制备的T12-GO复合物的扫描电镜图。
[0025]图2是本发明中制备的T12-GO复合物的透射电镜图。
[0026]图3是本发明中应用的GO的红外测试谱图。
[0027]图4是本发明中制备的T12-GO复合物的红外测试谱图。
[0028]图5是本发明中制备的萃取柱放大700倍的扫描电镜图。
[0029]图6是本发明中制备的萃取柱方法9000倍的扫描电镜图。
[0030]图7是本发明中萃取及解析过程装置图，其中:1.萃取柱；2.收集萃取后溶液离心管；3.密封垫；4.样品离心管。
[0031]图8是本发明中紫外检测过程装置图，其中，1.紫外检测毛细管；2.收集解析后溶液离心管；3.密封垫；4.样品离心管；5.紫外检测窗口。
[0032]图9是本发明中对萃取解析后的末端收集液进行紫外检测图。
【具体实施方式】
[0033]下面结合说明书附图及具体实例对本发明进行详细说明，以便相关领域人员更好的理解本发明方案，但本发明并不限于以下实施例。
[0034]实施例1
[0035]T12-GO复合物的制备:
[0036]准确称取0.06g甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(META)于一定量的超纯水中，超声分散。将10mL、0.5mg/mL的石墨烯氧化物水溶液滴加到上述META溶液中，搅拌Ih后离心洗涤，在分散至20mL超纯水中，既得GO-META产物。称取15mg粒径为15nm的T12颗粒分散至2mL超纯水中，滴加到上述GO-META溶液中，搅拌7_14h后，离心洗涤，于60°C条件下烘干，既得T12-GO复合物。
[0037]对产物进行表征及测试。如附图1所示为本发明中制备的T12-GO复合物的扫描电镜图，附图2所示为本发明中制备的T12-GO复合物的透射电镜图，从图中看出1102颗粒均匀的分布在GO片层上。本发明中GO不仅作为T12颗粒的骨架，更由于其具有较大的比表面积，增加了萃取相活性位点，提高了萃取效果。附图3、4分别为GO及T12-GO复合物的红外测试谱图，通过对比可以看出在波数1000cm 11750(^1范围内峰型产