4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种糖肽富集的4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料。根据氧化石墨烯和聚乙烯亚胺之间静电相互作用，制备聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯。聚乙烯亚胺作为还原试剂和固定化试剂，在聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯复合纳米材料表面原位生成和固定纳米金，制备纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料。在乙醇溶液中通过纳米金和4-巯基苯硼酸巯基之间自组装作用，纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料作为基质固定4-巯基苯硼酸。4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料作为新型功能纳米材料用于糖肽富集。在该方法中，氧化石墨烯复合纳米材料首次作为基质用于4-巯基苯硼酸固定化，成功用于糖肽富集。
【专利说明】4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料及制备和应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料制备，可用于糖肽特异性富集。
【背景技术】
[0002]自从2004年发现以来，石墨烯作为一种新型二维单原子材料受到越来越多的研究。结构完整的石墨烯是由不含任何不稳定键的苯六元环组合而成的二维晶体，化学稳定性高，其表面呈惰性状态，与其他介质的相互作用较弱，并且石墨烯片与片之间有较强的范德华力，容易产生聚集，使其不容易溶解，这给石墨烯的进一步研究和应用造成了极大的困难。为了充分发挥其优良性质，必须对石墨烯进行有效的化学功能化。氧化石墨烯作为石墨烯的一种重要衍生物，表面含有大量含氧基团，例如羟基、环氧和羧基。含氧基团的存在一方面使氧化石墨烯溶解性增加，另一方面使氧化石墨烯容易进行各种功能化修饰。从文献报道来看，氧化石墨烯功能化材料已经成功应用于染料和污染物吸附，药物固载和释放，蛋白质和DNA固载，适配体的固载等。
[0003]近年来功能化苯硼酸材料作为一种新型糖肽富集材料受到广泛关注。目前用于苯硼酸固定的基质主要有纳米材料和聚合物(Chem.Eur.J.2009, 15，10158-10166; Chem.Eur.J.2012，18，9056-9062)。纳米材料和聚合物比表面积有限，固载量有限；此外此类材料不可避免在糖肽富集时存在非特异性吸附。因此发展新型固定化基质十分必要。氧化石墨烯作为新型二维单原子材料，比表面积大，而且具有良好溶解性，氧化石墨烯功能化修饰后是用作苯硼酸固定化的理想基质。纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料固定化4-巯基苯硼酸制备苯硼酸功能材料，可用于糖肽特异性富集。
【发明内容】
[0004]氧化石墨烯作为石墨烯的一种重要衍生物，表面含有大量含氧基团，可用于功能化修饰固载各种功能分子。本发明的目的在于制备一种4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料，用于糖肽特异性富集。
[0005]为实现上述目的，本发明采用的技术方案为:
[0006]一种4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料，根据氧化石墨烯和聚乙烯亚胺之间静电相互作用，制备聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯。聚乙烯亚胺作为还原试剂和固定化试剂，在聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯复合纳米材料表面原位生成和固定纳米金，制备纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料。在乙醇溶液中通过纳米金和4-巯基苯硼酸巯基之间自组装作用，纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料作为基质固定4-巯基苯硼酸。
4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料作为新型功能纳米材料用于糖肽富集。
[0007]所述4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料制备
[0008]I)制备 G0/PEI[0009]利用氧化石墨烯与聚乙烯亚胺之间静电相互作用，制备聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯制备(G0/PEI)。配置0.1-lmg/ml氧化石墨烯水溶液，超声3h，使GO彻底剥离形成均匀溶液，然后加入PEI，PEI的质量是氧化石墨烯的60-3500倍。超声30_60min后强烈搅拌30-60min，制备得到均匀的G0/PEI ;离心除去未反应的PEI，制备得到G0/PEI分散于
0.l-20mL去尚子水待用。
[0010]2)制备 GO/PEI/Au
[0011]PEI作为还原试剂和固定化试剂用于在GO/PEI表面原位生成和固定纳米金。在步骤(I)制备的G0/PEI中加入HAuCl4.3H20, HAuCl4.3H20加入的质量是上述PEI加入质量的1/3-1/60，振荡均匀后，在50-120° C水浴中搅拌反应20_120min，直到出现酒红色纳米金。反应结束后，制备得到的纳米金修饰的氧化石墨烯复合纳米材料离心清洗后，冷冻干燥待用。
[0012]3)制备 GO/PEI/Au/MPB
[0013]乙醇溶液中通过纳米金和4-巯基苯硼酸巯基之间自组装相互作用，GO/PEI/Au复合纳米材料作为基质固定4-巯基苯硼酸。4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料作为新型功能纳米材料用于糖肽富集。步骤(2)制备的GO/PEI/Au复合纳米材料溶于l_20mL无水乙醇,然后加入4-巯基苯硼酸(MPB)，使其最终浓度为15.4-30.8mg/mL,在室温下避光强烈振荡12-24h，制备得到4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料(GO/PEI/Au/MPB)。
[0014]氧化石墨烯作为载体，首次用于4-巯基苯硼酸固定化。
[0015]本发明具有如下优点:
[0016]I)氧化石墨烯复合纳米材料首次用于4-巯基苯硼酸固定化
[0017]2) 4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料非特异性吸附少
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1为4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料制备示意图。
[0019]图2为氧化石墨烯透射电镜图。
[0020]图3为纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料透射电镜图。
[0021]图4为纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料紫外可见光谱图。
[0022]图5为4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料EDAX图
[0023]图6为0.5ng/ μ L ASF酶解产物经过4_巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料富集后MALD1-T0F图谱。
【具体实施方式】
[0024]1.GO/PEI/Au/MPB的复合纳米材料制备:按图1所，利用氧化石墨烯与聚乙烯亚胺之间静电相互作用制备G0/PEI。称取0.1mg G0，加入ImL去离子水，超声3h，使GO彻底剥离形成均勻溶液，然后加入15mg PEI (Mn600),超声30min后强烈搅拌30min,制备得到均匀的G0/PEI。离心除去未反应的PEI，制备得到G0/PEI溶于ImL去离子水待用。
[0025]PEI作为还原试剂和固定化试剂用于在G0/PEI表面原位生成和固定纳米金。步骤
(I)制备的G0/PEI中加入2mg HAuCl4.3Η20，振荡均匀后，在60° C水浴中搅拌反应60min，直到出现酒红色纳米金。反应结束后，制备得到的纳米金修饰的氧化石墨烯复合纳米材料离心清洗后，冷冻干燥待用。
[0026]乙醇溶液中通过纳米金和4-巯基苯硼酸巯基之间自组装相互作用，纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料作为基质固定4-巯基苯硼酸。4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料作为新型功能纳米材料用于糖肽富集。步骤(2)制备的GO/PEI/Au复合纳米材料溶于ImL无水乙醇，加入15.4mg4-巯基苯硼酸，在室温下强烈振荡24h，制备GO/PEI/Au/MPB。
[0027]2.材料表征:图2为氧化石墨烯透射电镜图，图3为纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料透射电镜图，图4为纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料紫外可见光谱图，图5为
4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料EDAX图。
[0028]3.糖肽富集:100 μ gGO/PEI/Au/MPB加入200 μ LASF酶解肽段溶液中(ρΗ9.0, 50mM, NH4HCO3)，强烈振荡反应2h ;反应结束后3次200 μ LNH4HCO3清洗；20 μ L50%ACH3/1%TFA作为洗脱溶剂，洗脱反应为lh。取洗脱液上清I μ L进MALD1-T0F分析，富集前后质谱图见图6，富集到糖肽见表1。
[0029]表1:ASF经过GO/PEI/Au/MPB纳米复合材料富集后糖肽氨基酸序列和糖结构
[0030]
【权利要求】
1. 4-巯基苯硼酸固定化氧化石墨烯复合纳米材料，其特征在于:以氧化石墨烯和聚乙烯亚胺之间静电相互作用，制备聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯，聚乙烯亚胺作为还原试剂和固定化试剂，于氧化石墨烯上原位生成和固定纳米金，得到纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料，在乙醇溶液中通过纳米金和4-巯基苯硼酸巯基之间相互作用，纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料作为基质固定化4-巯基苯硼酸；得到糖肽富集功能化苯硼酸复合纳米材料。
2.—种权利要求1所述4-巯基苯硼酸固定化氧化石烯复合纳米材料的制备方法，其特征在于:以氧化石墨烯和聚乙烯亚胺之间静电相互作用，制备聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯，聚乙烯亚胺作为还原试剂和固定化试剂，于氧化石墨烯上原位生成和固定纳米金，得到纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料，在乙醇溶液中通过纳米金和4-巯基苯硼酸巯基之间相互作用，纳米金修饰氧化石墨烯复合纳米材料作为基质固定化4-巯基苯硼酸；得到糖肽富集功能化苯硼酸复合纳米材料。
3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于: 其制备过程包括: .1)聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯(GO/PEI):利用氧化石墨烯(G0，负电)与聚乙烯亚胺(PEI，正电)之间静电相互作用，制备聚乙烯亚胺修饰的氧化石墨烯制备(GO/PEI);具体为，配置0.1-lmg/ml氧化石墨烯水溶液，超声l_3h，使GO彻底剥离形成均匀溶液，然后加入PEI，PEI的质量是氧化石墨烯的60-3500倍；超声30_60min后强烈搅拌30_60min，制备得到均匀的G0/PEI ;离心除去未反应的PEI，制备得到G0/PEI分散于0.l_20mL去离子水待用； .2)G0/PEI原位生成纳米金(GO/PEI/Au):PEI作为还原试剂和固定化试剂用于在G0/PEI表面原位生成和固定纳米金；具体为，在步骤(I)制备的G0/PEI中加入氯金酸(HAuCl4.3H20), HAuCl4.3H20加入的质量是上述PEI加入质量的1/3-1/160，振荡均匀后，在50-120° C水浴中搅拌反应20-120min，直到出现酒红色纳米金；反应结束后，制备得到的纳米金修饰的氧化石墨烯复合纳米材料离心清洗后，冷冻干燥待用； .3)GO/PEI/Au复合纳米材料固定4-巯基苯硼酸:步骤⑵制备的GO/PEI/Au复合纳米材料溶于l_20mL无水乙醇然后加入4-巯基苯硼酸(MPB)，使其最终浓度为15.4-30.8mg/mL，在室温下避光强烈振荡12-24h，制备得到4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料(GO/PEI/Au/MPB)。
4.一种权利要求1所述4-巯基苯硼酸固定化的氧化石墨烯复合纳米材料在糖肽特异性富集过程中的应用。
【文档编号】C07K1/22GK103877940SQ201210555883
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2012年12月19日 优先权日:2012年12月19日
【发明者】张丽华, 江波, 曲焱焱, 杨开广, 张玉奎 申请人:中国科学院大连化学物理研究所