一種二氧化硅－二氧化鈦整體材料的電色譜整體柱的制備方法及其應用技術

本發明專利技術公開了一種二氧化硅－二氧化鈦整體材料的電色譜整體柱的制備方法及其應用；二氧化鈦－二氧化硅在超分子模板作用形成中孔分子篩，機械強度好，易于根據需要控制孔徑；一步法制備均勻的高比表面積毛細管電色譜柱。本發明專利技術的優點：采用超分子模板為結構導向劑制備的特定孔結構、極高比表面積、均一可調孔徑中孔分子篩，具有制備方法簡單，重復性好，分離效率高的優點，適宜于磷酸化多肽的分離與富集。其中二氧化鈦與二氧化硅分子與毛細管內壁表面硅羥基通過化學鍵結合，骨架結構及納米孔孔徑可通過改變超分子模板的種類和比例方便的進行控制，調節表面性質及孔腔化學環境以提供特異分子場。

【技術實現步驟摘要】
一種二氧化硅-二氧化鈦整體材料的電色譜整體柱的制備方法及其應用
本專利技術涉及整體電色譜柱
，具體地說，是一種二氧化硅-二氧化 鈦整體材料的電色譜整體柱的制備方法及其應用。
技術介紹
蛋白質的磷酸化修飾在生命活動中具有重要的調控作用，因此也是目前 翻譯后修飾蛋白質組研究中的熱點。但大規模分析磷酸化蛋白質在技術上還 很具有挑戰性，主要的技術挑戰是分析靈敏度。由于生物體內磷酸化蛋白質的含量少、化學計量值低，因此細胞內多數 蛋白質中僅有少部分被磷酸化， 一般一個發生磷酸化的蛋白質其磷酸化的部分僅占其總量10% ，所以即使蛋白質的表達量處于相對較高的水平，該蛋白質的磷酸化部分的分析也很困難。目前采用的分析方法遠遠不能達到對復雜 組織中的磷酸化蛋白質規模化檢測及位點分析的要求，所以磷酸化蛋白質譜 的分析不同于一般蛋白質表達譜的分析方法，需要建立更有效的分離手段、 更特異的富集方法和更靈敏的檢測技術。目前已經發展了各種各樣的富集方 法和色譜填料，如抗體親和色譜、固定化金屬親和色譜、強陽離子交換色譜 等方法以及石墨碳、二氧化鈦、二氧化鋯等填料。二氧化鈦是近年來發展起來的一種新型高性能材料，其表面能和表面張 力隨粒徑的下降急劇增大而使其具有特殊的量子尺寸效應、體積效應、表面 效應和宏觀隧道效應。此外，納米二氧化鈦還具有水油兩親和性，屬"超雙 親性界面材料"。二氧化鈦與磷酸根之間存在路易斯酸堿作用，能夠選擇性地富集蛋白質酶解產物中的磷酸化多肽。毛細管電色譜整體柱主要通過通過 單體在柱內進行原位聚合反應得到，分離介質與毛細管壁之間以共價鍵結合 成一整體，避免了繁瑣的顆粒填充過程，也免去了制備塞子所以制備過程簡 單，并且毛細管電色譜整體柱在生物樣品的分離、手性體的拆分等方面獲得 了應用。二氧化鈦電色譜柱能夠選擇性地富集和分析蛋白質酶解產物中的磷 酸化多肽，與電噴霧質譜聯用，可高通量、自動化分析蛋白質酶解產物中的 磷酸化多肽的信息。通常采用的溶膠-凝膠法、化學沉淀法氣相法制備納米二氧化鈦的方法都 需要后期鍛燒，除了極易導致粉體團聚，從而使其的性能指標大受影響以外， 納米二氧化鈦粒徑也不適于直接填充毛細管電色譜填充柱。我們采用溶膠凝膠法采用超分子模板為結構導向劑制備特定孔結構、極高比表面積、均一可 調孔徑中孔分子篩。通過二氧化鈦溶膠和二氧化硅溶膠的水解共聚合，既結 合傳統的硅膠整體柱機械強度理想，易于孔結構控制的優勢，并提供作為電 色譜推動力的電滲流，又弓l入了二氧化鈦分子對磷酸化集團的特異性吸附作 用，制備具有大孔(亦稱通孔)和中孔結構，機械強度高、化學穩定性好的高 選擇性新型整體固定相。
技術實現思路
本專利技術的目的在于克服現有技術的不足，提供一種二氧化硅-二氧化鈦整 體材料的電色譜整體柱的制備方法及其應用。本專利技術的構思為 一種可對磷酸化多肽和蛋白質選擇性富集與分離的二 氧化硅-二氧化鈦整體材料的毛細管電泳開管柱制備方法；二氧化鈦-二氧化 硅在超分子模板作用形成中孔分子篩，機械強度好，易于根據需要控制孔徑;一步法制備均勻的高比表面積毛細管電色譜柱。 本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的一種二氧化硅-二氧化鈦整體材料的電色譜整體柱的制備方法，包含步驟為，(一) 毛細管柱的預處理將毛細管柱依次用稀酸、稀堿沖洗10 60分鐘，用水洗至中性，氮氣或 空氣吹干后備用；所述的毛細管柱為石英基質，內徑為1微米 1毫米;所述的稀酸選自鹽酸，硫酸或者硝酸中的一種，其中，鹽酸濃度為 0. lmol/L;硫酸濃度為0. lmol/L;硝酸濃度為0. lmol/L;優選為鹽酸；所述的稀堿選自氫氧化鈉溶液或者氫氧化鉀溶液中的一種，氫氧化鈉溶 液濃度為lmol/L;氫氧化鉀溶液濃度為lmol/L;取50 u m的毛細管柱將其充滿濃度為35% 45%的氫氟酸溶液，濃度優選 為40%，在室溫下蝕刻120 160分鐘后，時間優選為140分鐘，用水清洗， 將蝕刻成功的接口用lmol/L氫氧化鈉溶液浸泡過夜，以中和掉殘余的氫氟酸，用水洗凈后N2吹干備用；(二) 整體柱的制備(1) 正硅酸乙酯、異丙醇、和水按1:4:2的摩爾比混合，滴加鹽酸使溶 液pH值為2，攪拌lh;(2) 逐滴加入摩爾比為1:1的鈦酸四丁酯與乙酰丙酮的混合溶液至硅與 鈦的比為l:l，攪拌30分鐘；(3) 加入超分子模板聚乙二醇或CTAB或聚環氧乙烷-聚環氧丙垸-聚環 氧乙垸或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物至與正硅酸乙酯和鈦酸四丁酯摩爾數之和的比例為1:100 1:25;(5) 將以上溶液充入毛細管柱中，并將毛細管柱兩端封口；(6) 再放入水浴鍋加熱至3(TC 4(rC，反應時間2 5小時，陳化ld;(7) 依次用乙醇和水洗去表面活性劑、殘余的反應試劑以及小分子聚合物；所述的超分子模板是聚環氧乙烷-聚環氧丙烷-聚環氧乙烷或者聚氧乙烯 -聚氧丙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物；與一般的二氧化鈦填充柱相比，二氧化鈦-二氧化硅整體材料電色譜整體 柱結合硅膠整體柱機械強度理想，易于孔結構控制的優勢，硅羥基提供作為 電色譜推動力的電滲流，二氧化鈦與磷酸化多肽與蛋白的磷酸根能夠以路易 斯酸堿的形式結合，對磷酸化集團的特異性吸附作用。整體柱具有穩定的優 點，使用壽命較長。色譜柱制備穩定性和重復性較好，并能有效的實現對復 雜生物樣品體系中磷酸化多肽與蛋白的選擇性分離與富集。通過改變Si-Ti比 例與超分子模板種類，得到不同表面性質的電泳柱，制備方法簡單易行，重 復性與穩定性極佳。與現有的二氧化鈦填充柱相比，本專利技術制備的二氧化鈦開管毛細管柱采 用溶膠凝膠法，在經過蝕刻處理的毛細管柱中制備了二氧化硅-二氧化鈦整體 材料，用于復雜生物樣品中功能化磷酸化多肽與蛋白質的選擇性富集與分離。 其制備方法簡單，二氧化硅與二氧化鈦分子均可與毛細管內壁表面硅羥基通 過化學鍵結合，將整體材料固定于毛細管中。整體材料內部結構均勻，有效 減少對蛋白質等大分子樣品的非特異性吸附作用。整體材料的孔結構可通過 改變溶膠混合物中致孔劑的種類和比例方便的進行控制，得到孔徑、比表面 積可調的磷酸化多肽毛細管柱。本專利技術二氧化硅-二氧化鈦整體材料的電色譜整體柱的制備方法及其應 用的積極效果是(1) 采用溶膠凝膠法制備二氧化硅-二氧作鈦復合整體材料，制備方法 簡單，所得整體材料內部結構均勻；(2) 可通過改變致孔劑和硅-鈦比例控制復合材料的孔結構和表面性質；(3) 重復性好，溶膠凝膠法制備的整體材料穩定性好，重復使用多次數據較重復o附圖說明圖1 Si02-Ti02整體材料掃描電鏡圖2 Si02-Ti02整體材料紅外譜圖3a a-酪蛋白的酶切肽段經Si02-Ti02整體柱富集前的質譜圖； 圖3b a-酪蛋白的酶切肽段經Si02-Ti02整體柱富集后的質譜圖。具體實施方式以下提供本專利技術一種涂敷納米二氧化鈦的開管電泳柱的制備方法及其應 用的具體實施方式。實施例l整體柱的制備將正硅酸乙酯2. 08g,異丙醇2. 404g，和水0. 36g混合， 滴加鹽酸使溶液pH值為2，攪拌lh;逐滴加入摩爾比為1:1的鈦酸四丁酯與 乙酰丙酮的混合溶液4. 47g，攪拌30分鐘；加入CTABO. 16g， 4(TC加熱3小 時，陳化ld。圖1為涂Si02-Ti02整本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種二氧化硅－二氧化鈦有機無機雜化材料的電色譜整體柱的制備方法，其特征在于，包含步驟為，　（一）毛細管柱的預處理　將毛細管柱依次用稀酸、稀堿沖洗１０～６０分鐘，用水洗至中性，氮氣或空氣吹干后備用；　所述的稀酸選自鹽酸，硫酸或者硝酸中的一種；　所述的稀堿選自氫氧化鈉溶液或者氫氧化鉀溶液中的一種；　?。罚郸蹋淼拿毠苤鶎⑵涑錆M濃度３５％～４５％的氫氟酸溶液，在室溫下蝕刻１２０～１６０分鐘后，用水清洗，將蝕刻成功的接口用１ｍｏｌ／Ｌ氫氧化鈉溶液浸泡過夜，以中和掉殘余的氫氟酸，用水洗凈后Ｎ↓［２］吹干備用；?。ǘ┱w柱的制備?。ǎ保┱杷嵋阴?、異丙醇、和水按１∶４∶２的摩爾比混合，滴加鹽酸使溶液ｐＨ值為２，攪拌１ｈ；?。ǎ玻┲鸬渭尤肽柋葹椋薄茫钡拟佀崴亩□ヅc乙酰丙酮的混合溶液至硅與鈦的比為１∶１，攪拌３０分鐘；?。ǎ常┘尤氤肿幽０寰垡叶蓟颍茫裕粒禄蚓郗h氧乙烷－聚環氧丙烷－聚環氧乙烷或聚氧乙烯－聚氧丙烯－聚氧乙烯嵌段共聚物至與正硅酸乙酯和鈦酸四丁酯摩爾數之和的比例為１∶１００～１∶２５；（５）將以上溶液充入毛細管柱中，并將毛細管柱兩端封口；?。ǎ叮┰俜湃胨″伡訜嶂粒常啊妗矗啊?，反應時間２～５小時，陳化１ｄ；?。ǎ罚┮来斡靡掖己退慈ケ砻婊钚詣?、殘余的反應試劑以及小分子聚合物；　所述的超分子模板是聚環氧乙烷－聚環氧丙烷－聚環氧乙烷或者聚氧乙烯－聚氧丙烯－聚氧乙烯嵌段共聚物。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：張凌怡，張維冰，杜一平，
申請(專利權)人：華東理工大學，
類型：發明
國別省市：31[中國|上海]