卟啉基共价有机框架材料及其制备方法和应用

本发明涉及纳米材料，尤其是卟啉基共价有机框架材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、糖基化是蛋白质中最常见的翻译后修饰之一(ptms)。ptms通过改变细胞的生长、增殖、分化、凋亡和细胞信号传导等蛋白质的各种功能和活性来调节生物过程。因此，深入分析糖蛋白质组学在疾病的早期诊断中具有重要作用。

2、人们已经发现，一些人类疾病，如癌症和神经退行性疾病，与异常的糖基化密切相关。到目前为止，研究工作主要集中在细胞活性中糖基化的个体功能上。然而，这两种经前磁刺激通常相互作用，并不单独作用于特定的生物过程。例如，据报道，阿尔茨海默病(ad)与异常的tau蛋白糖基化和磷酸化密切相关。9ad大脑中异常的tau蛋白糖基化先于并促进tau蛋白的过度磷酸化，同时抑制去磷酸化。因此，综合分析对于诊断疾病和发现潜在的生物标志物具有重要意义。

3、质谱(ms)因其优异的灵敏度和高通量，在其研究中起着至关重要的作用。然而，由于糖肽的电离效率较差，以及非靶肽的干预，必须对复杂的生物样品进行有效的预处理，才能进行质谱分析。因此，在质谱之前的优越富集策略对于糖肽的快速识别至关重要。目前富集糖肽方法中的亲水相互作用液相色谱(hilic)因其高效、条件温和、与质谱相容性好，被认为是主要的糖肽富集方案。因此，几种基于hilic的材料，如氧化石墨烯、聚合物和二氧化硅，已被设计用于捕获糖肽。然而，这些材料在亲水性基团密度方面仍然面临挑战。因此，迫切需要开发新的基于hilic的材料来提高对糖肽的富集性能。其中，半胱氨酸作为一种常见的亲水氨基酸，常被用于设计hilic材料的理想型修饰候选材料。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是：为了解决上述背景技术中的现有技术存在的问题，提供一种改进的卟啉基共价有机框架材料及其制备方法和应用。

2、本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种卟啉基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

3、s1、使用配体5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉和2,5-二溴对苯二甲醛通过溶剂热法反应，制备得到tapbb(卟啉共价有机骨架)；

4、s2、将甲基丙烯酸缩水甘油酯接枝到步骤s1所得tapbb的表面层上，制得tapbb@gma；

5、s3、将步骤s2所得tapbb@gma分散到h2so4溶液中，制得产物一；

6、s4、将步骤s3所得产物一分散到含有2-溴异丁酰溴、4-(二甲氨基)吡啶和三乙胺的二氯甲烷溶剂中反应，制得宏观引发剂；

7、s5、将步骤s4所得宏观引发剂分散到含有甲基丙烯酸烯丙酯和2，2-联吡啶的乙醇溶液中进行反应，制得产物二；

8、s6、将步骤s5所得的产物二分散到含有半胱氨酸的乙醇溶剂中，并在氮气气氛下进行反应，制得产物三；

9、s7、将步骤s6所得的产物三用乙醇充分洗涤，并真空干燥，即制得成品卟啉基共价有机框架材料。

10、进一步的，s1中反应条件为氮气氛围下，反应温度为120℃，反应时间为72h。

11、进一步的，s2中反应条件为氮气气氛下，反应温度为60℃，反应时间为24h。

12、进一步的，s4中反应温度为25℃，反应时间为24h。

13、进一步的，s6中反应温度为80℃，反应时间为24h。

14、进一步的，步骤s1中，5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉和2,5-二溴对苯二甲醛的摩尔比为1:2。

15、一种卟啉基共价有机框架材料，卟啉基共价有机框架材料由如卟啉基共价有机框架材料的制备方法制得。

16、一种卟啉基共价有机框架材料的应用，卟啉基共价有机框架材料在质谱检测中的应用。

17、进一步的，卟啉基共价有机框架材料在糖肽选择性富集中的应用。

18、进一步的，包括以下步骤：将卟啉基共价有机框架材料分散到200μl含有糖肽、1％体积比三氟乙酸和95％体积比乙腈的离心管中，37℃富集90min；之后用1％体积比三氟乙酸和95％体积比乙腈的缓冲液充分洗涤并离心分离；然后用10μl的0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈洗脱60min，取1μl洗脱液点靶，进行maldi tof ms质谱分析。

19、一种卟啉基共价有机框架材料的应用，卟啉基共价有机框架材料在血清中的应用。

20、进一步的，包括以下步骤：将卟啉基共价有机框架材料分散到含有2μl血清酶解液的离心管中，37℃富集90min，之后用1％体积比三氟乙酸和95％体积比乙腈的缓冲液溶液充分洗涤；然后用10μl的0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈洗脱60min，得到的洗脱液，进行lc ms ms分析。

21、本发明的有益效果是，本发明1)相对于现有技术，上述制备方法可以制得卟啉基共价有机框架材料。该材料的制备巧妙地结合了表面引发的原子转移自由基聚合(si-atrp)和点击化学方法。首先，受卟啉独特的大环共轭结构及其大的刚性平面的启发，我们采用溶剂热法，以2,5-二溴对苯二甲醛和5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉为配体，形成了卟啉共价有机骨架(tapbb)。其次，甲基丙烯酸缩水甘油酯(gma)在tapbb表面的接枝为后续的改性提供了丰富的位点(命名为tapbb@gma)。随后，为了提高吸附能力，采用si-atrp方法将甲基丙烯酸缩水甘油酯刷(ama)接枝到tapbb@gma。最后，通过“点击化学”反应将l-半胱氨酸修饰，合成的卟啉基共价有机框架材料对糖肽表现出良好的富集能力；

22、2)通过优化反应时间和原料浓度，可以调整卟啉基共价有机框架材料的微观形貌和尺寸，从而获得性能最佳的材料，大大提高富集糖肽能力；

23、3)卟啉基共价有机框架材料在质谱检测和实际样品应用中检测结果准确、特异性好，具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种卟啉基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的卟啉基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述的s1中反应条件为氮气氛围下，反应温度为120℃，反应时间为72h。

3.根据权利要求1所述的卟啉基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述的s2中反应条件为氮气气氛下，反应温度为60℃，反应时间为24h。

4.根据权利要求1所述的卟啉基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述的s4中反应温度为25℃，反应时间为24h。

5.根据权利要求1所述的卟啉基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述的s6中反应温度为80℃，反应时间为24h。

6.根据权利要求1所述的卟啉基共价有机框架材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤s1中，5,10,15,20-四(4-氨基苯基)卟啉和2,5-二溴对苯二甲醛的摩尔比为1:2。

7.一种卟啉基共价有机框架材料，其特征在于：所述的卟啉基共价有机框架材料由如权利要求1～6任一项所述的制备方法制得。

8.一种如权利要求7所述的卟啉基共价有机框架材料的应用，其特征在于：所述的卟啉基共价有机框架材料在质谱检测中的应用。

9.根据权利要求8所述的卟啉基共价有机框架材料的应用，其特征在于：所述的卟啉基共价有机框架材料在糖肽选择性富集中的应用。

10.根据权利要求9所述的卟啉基共价有机框架材料的应用，其特征在于：包括以下步骤：将卟啉基共价有机框架材料分散到200μl含有糖肽、1％体积比三氟乙酸和95％体积比乙腈的离心管中，37℃富集90min；之后用1％体积比三氟乙酸和95％体积比乙腈的缓冲液充分洗涤并离心分离；然后用10μl的0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈洗脱60min，取1μl洗脱液点靶，进行maldi tof ms质谱分析。

11.一种如权利要求8所述的卟啉基共价有机框架材料的应用，其特征在于：所述的卟啉基共价有机框架材料在血清中的应用。

12.根据权利要求11所述的卟啉基共价有机框架材料的应用，其特征在于：包括以下步骤：将卟啉基共价有机框架材料分散到含有200μl缓冲溶液含有0.5mg血清酶解物的离心管中，37℃富集90min，之后用1％体积比三氟乙酸和95％体积比乙腈的缓冲液溶液充分洗涤；然后用10μl的0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈洗脱60min，得到的洗脱液，进行lcms ms分析。

技术总结
本发明涉及纳米材料技术领域，尤其是卟啉基共价有机框架材料及其制备方法和应用。通过表面引发的原子转移自由基聚合和点击化学的结合，制备出一种卟啉基共价有机框架材料，该材料对于糖肽具有很好的富集能力，在糖蛋白组学研究表现出良好的应用前景。

技术研发人员：闫迎华,王冰,丁传凡
受保护的技术使用者：宁波大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12