内外表面修饰介孔材料的制备及其在低分子量蛋白质富集中的应用

介孔材料由于其具有高度规则的孔径结构和一系列优良的物理化学性质,使其对复杂基质中选择性萃取低分子量蛋白质和多肽方面具有较大的优势和发展潜力。本研究采用共沉淀法结合后修饰法制备了一种介孔内表面修饰反相苯基基团、外表面修饰烷基二醇基的硅基介孔材料,并对其结构及选择性富集性能进行了考察。傅立叶变换红外光谱图表明,苯基和烷基二醇基成功修饰到介孔材料上;萃取实验结果表明,内外表面的双重修饰使其对标准蛋白、人血浆等复杂样品中低分子量蛋白质(分子量小于10 kDa)具有良好的富集选择性。     

Ti-SBA-15介孔材料用于磷酸化肽的高效富集

结合基质辅助激光解吸飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)检测技术,考察了Ti-SBA-15介孔材料对β-酪蛋白酶解产物中磷酸化肽的选择性富集性能。实验结果显示,含Ti和Si物质的量比为0.08的Ti-SBA-15介孔材料可选择性地对β-酪蛋白酶解产物中的磷酸化肽进行选择性富集;对于β-酪蛋白和牛血清白蛋白物质的量比为1:100的蛋白质酶解混合液,Ti-SBA-15仍能实现对其磷酸化肽的有效富集。上述结果表明,作为一种多孔、高比表面积的磷酸化多肽的选择性吸附材料,Ti-SBA-15有望在磷酸化蛋白质组的分析中得到广泛的应用。     

二氧化钛介孔气凝胶材料在糖肽选择性富集中的应用

以TiO_2介孔气凝胶作为富集材料,考察了其对标准糖蛋白辣根过氧化物酶(HRP)酶解物的富集效果。结果表明,流动相中乙腈浓度和pH对富集结果均有影响,以高有机相酸性条件上样清洗,低有机相碱性条件洗脱为佳。其次以牛血清白蛋白(BSA)为干扰蛋白,考察了TiO_2介孔气凝胶材料对糖肽的富集特异性,并与商品TiO_2颗粒的富集效果进行了对比。结果表明,TiO_2介孔气凝胶材料可在10倍的BSA干扰下实现HRP的选择性富集,富集能力和富集选择性显著优于商品化TiO_2颗粒,这归因于TiO_2介孔气凝胶材料较高的比表面积。研究有助于更好的理解TiO_2介孔气凝胶材料的保留机理,并将其应用于实际样品的预处理中。     

介孔氧化钛对多磷酸化肽段的高灵敏度分析

蛋白质的磷酸化修饰广泛存在于细胞生命活动进程中,在细胞的分化、繁殖、代谢及信号转导等方面均发挥着重要作用.MALDI-TOF-MS技术因其高灵敏度等优点,已成为蛋白质研究的重要分析工具之一.由于磷酸化蛋白的天然丰度和离子化效率较低、检测信号被抑制等缺点,因此需要发展新的分析方法以提高其分析灵敏度和选择性.本文建立了基于介孔氧化钛的多磷酸化肽段高效分析方法,同时利用了TiO2对磷酸化肽的选择性吸附作用和介孔材料特殊空间结构所形成的对多磷酸肽的动力学及热力学吸附效应,结合MALDI-TOF-MS技术,成功地实现了对混合溶液中多磷酸化肽的选择性富集和高灵敏度分析鉴定,与其他方法相比,分析性能得到明显的提高,可实现对低量磷酸化肽段的识别与检测.     

用于富集低分子量糖蛋白的多功能磁性纳米材料的制备

低分子量糖蛋白被认为是发现疾病生物标志物的宝库。特异性的萃取吸附剂对这一类化合物的萃取和富集是必不可少的。硼亲和材料在近年来取得了很大的发展,但专门用于选择性富集低分子量糖蛋白的硼亲和材料目前鲜有报道。该文提出了具有多种功能的磁性纳米颗粒(MNPs),用于低分子量糖蛋白的选择性捕获。该多功能磁性纳米颗粒是用硼酸功能化聚合物网络包裹的磁性纳米复合物。该多功能磁性纳米材料是利用磁性的纳米颗粒内核通过在其表面修饰苯硼酸功能团的聚丙烯酸高分子网络链制备得到。该材料不仅具有常规磁性材料在磁分离方面的基本优势,还能提供三重预先设计的先进功能:1)尺寸排阻效应,去除高分子量蛋白质的干扰;2)对低分子量糖蛋白的选择性萃取;3)保护捕获到的低分子量糖蛋白不被降解和污染。该材料的选择性萃取功能来自于硼酸配基与糖蛋白的顺式二醇部分的亲和性,而尺寸限制效应和保护功能则依赖于磁性纳米颗粒表面修饰的聚合物网络,允许低分子量化合物选择性通过。通过实验验证了这些预设的功能,且通过改变聚合物链长可以调节限径效应的阈值。这种多功能磁性纳米复合物可以进一步发展成有前景的纳米探针,不仅可以选择性捕获低分子量糖蛋白,还可以选择性捕获核苷和聚糖等其他具有重要生物学意义的顺式二醇分子。因此,该文报道的材料制备策略为从复杂样品中选择性萃取靶标化合物的多功能吸附剂的设计和合成提供了新思路。     

季铵化磁性壳聚糖复合材料对磷酸化肽的富集研究

蛋白质磷酸化是最重要和最普遍的翻译后修饰之一,蛋白质磷酸化的测定对于全面了解生物过程中的磷酸化途径至关重要。质谱技术是分析蛋白质磷酸化的重要手段,但磷酸化肽固有的低丰度、低电离效率以及与非磷酸化肽共存等特性严重影响质谱对其进行直接分析。为解决此问题,需在质谱分析前对磷酸化肽进行选择性富集。本研究制备了一种基于季铵化磁性壳聚糖的复合材料用于磷酸化肽的富集。此磁性材料具有快速的磁响应性、良好的生物相容性、正电性以及廉价易得等优点。采用β-酪蛋白作为模型蛋白质,结果表明此材料对磷酸化肽具有良好的富集选择性。经过富集后,结合基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）检测手段,方法的检出限为0.4 fmol。本方法被成功用于脱脂牛奶中磷酸化肽的检测,表明其对复杂样品中磷酸化肽的富集和检测具有良好的应用潜力。     

功能化磁性纳米材料在磷酸化肽富集中的应用

蛋白质磷酸化是最重要和最普遍的翻译后修饰之一。基于质谱的技术已成为分析蛋白质磷酸化的重要手段。然而,磷酸化肽固有的低丰度和电离效率以及由非磷酸化肽共存引起的严重抑制使得直接质谱分析仍然是一个挑战。为解决此问题,需在质谱分析前对磷酸化蛋白质进行选择性富集。磁性纳米材料具有良好的磁响应性,可以在外界磁铁的帮助下实现与溶液的迅速分离。功能化磁性纳米材料作为一种新型的分析技术已在蛋白质组学研究中得到广泛的应用。该文就近年来对磁性纳米粒子进行各种功能化修饰以提高其特异性吸附能力的吸附材料在磷酸化肽的富集方面的应用予以综述,并展望了功能化磁性纳米材料在磷酸化肽富集领域的应用前景。     

手性有序无机介孔硅用作气相色谱固定相

手性介孔材料在手性分离、不对称催化、手性传感等领域具有广泛的应用价值。手性有序无机介孔硅是一类介孔结构高度有序、不含有机成分的手性材料。该文采用D-苯丙氨酸为手性源合成手性有序无机介孔硅(COIMS),将其用聚硅氧烷(OV-1701)稀释后用作固定相制备毛细管气相色谱手性柱,并对该手性柱的分离性能进行了考察,8种手性化合物在该手性柱上得到了拆分。COIMS柱对直链烷烃、醇的分离也表现出良好的选择性。该柱还具有分析时间短、在较高温度下测定稳定等优点,其具有开发成高温手性固定相的潜力。     

分子印迹功能介孔材料富集-火焰原子吸收光谱法测定溶液中痕量铅

以2-巯基苯骈噻唑为修饰剂,铅离子为印迹离子成功制备分子印迹功能介孔材料,并用扫描电镜(SEM)、傅里叶红外光谱对材料进行了结构表征。铅离子分子印迹功能介孔材料能很好地将Pb(II)与性质相近的二价重金属离子Cu(II),Cd(II)和Hg(II)分离,具有非常好的吸附选择性,且静态吸附容量0.64 mmol/g。利用该材料制备的分离富集柱可以很好地富集溶液中痕量铅离子,且仅用2 mL 0.5 mol/L EDTA以0.4 mL/min流速即可完全洗脱,富集倍数高达250倍。样品预富集后的火焰原子吸收光度法线性范围为0.5～1.2×104μg/L,r=0.999 2,检出限(3σ,n=11)为0.04μg/L。利用功能介孔材料分离富集水样中痕量铅离子,用火焰原子吸收法测定含量,相对标准偏差(RSD)小于等于3%(n=6),回收率在98.2%～99.1%之间。     

配有微型柱的流动注射富集进样系统在原子光谱仪上的应用

流动注射分析法已渗透于分析化学的各个领域。作为水样品预富集和引入检测器的有力手段之一,配有微型柱的流动注射在线富集进样系统,己越来越广泛地用于原子光谱检测器上。本文第一部分对富集无机元素的不同柱填充材料的性能和应用作了非常简要的分类和介     

功能化有序介孔二氧化硅材料在分析样品前处理中的应用

功能化有序介孔二氧化硅材料具有均一可调的介孔孔径、规则的孔道、稳定的骨架结构、易于修饰的内表面和较高的比表面积、高的吸附容量等特性,可用于生物、医药、环境样品等复杂基体中痕量分析物的高选择性分离与富集,因此在样品前处理中的应用特别引人瞩目。文中简要介绍了功能化有序介孔二氧化硅材料的制备方法,综述了功能化有序介孔二氧化硅材料在分离富集金属离子、有机污染物以及生物大分子样品前处理中的应用进展。     

巯基功能化介孔材料高效锚定钯负载型催化剂的制备及其苯酚加氢催化性能

以含巯基官能团有机硅烷修饰的介孔材料MCM-41和SBA-15为载体, 采用浸渍-氢气还原法制备了高分散和高活性的负载型Pd催化剂. X射线衍射、N₂吸附-脱附和透射电子显微镜表征结果显示, 所制Pd催化剂Pd-SH-MCM-41和Pd-SH-SBA-15具有很好的长程有序结构、分布均匀的孔径、高比表面积及高度分散的Pd颗粒. 苯酚加氢反应结果表明, 以Pd-SH-MCM-41和Pd-SH-SBA-15为催化剂时, 在80℃, 1.0MPa反应1h, 苯酚转化率达99%以上, 环己酮选择性为98%. 它们的催化活性为商业Pd/C催化剂的5倍, Pd/MCM-41和Pd/SBA-15催化剂的3倍. 这可归因于介孔材料表面修饰的巯基官能团对Pd的锚定作用, 避免了Pd颗粒的团聚, 使其高度分散在介孔材料上.     

基于纳米结构材料的磷酸化蛋白/多肽富集和分析

蛋白质磷酸化是最为广泛的翻译后修饰之一。在生物体液或组织中,许多低丰度的磷酸化蛋白和磷酸化肽是具有高度临床灵敏性和特异性的生物标记物,这些生物分子对许多疾病的检测和病理的阐释可能提供重要的信息。因为蛋白质磷酸化动态可逆且磷酸化蛋白丰度很低,所以很难直接从复杂的生物样品中直接检测到磷酸化蛋白和磷酸化肽。纳米结构材料因其大比表面积、丰富的活性亲合位点和特殊结构,在磷酸化肽和磷酸化蛋白的分离和富集方面已经引起了特别的关注,并成为目前磷酸化蛋白质组学富集和鉴定方面的研究热点。许多介孔、磁性、杂化或化学修饰的亲合材料被研发并用于磷酸化蛋白/多肽的富集与分离;此外,一些多功能纳米结构材料也被研发并用于蛋白质组学中磷酸化蛋白/多肽的快速高效的富集提纯。在这篇综述中,我们专注于纳米结构材料在磷酸化蛋白/多肽富集和提纯方面的最新进展。     

新型固定化铁离子亲和色谱整体柱的制备及评价

以N-丙烯酰氧基琥珀酰亚胺为功能单体,制备了含有高活性基团的整体材料基质.以次氨基三乙酸为配体,通过固载Fe3+,发展了一种固定化Fe3+亲和色谱(Fe-IMAC)整体柱的制备方法.该整体柱不仅对磷酸化肽具有很好的选择性,而且富集容量大、回收率高、重现性好.此外,利用该整体柱实现了牛奶蛋白质酶解产物中磷酸化肽段的选择性富集.本实验研制的Fe-IMAC整体柱有望用于磷酸化蛋白质组研究.     

硼酸功能化的介孔氧化硅用于糖肽的高特异富集

复旦大学的赵东元院士和陆豪杰教授合作研究开发的将介孔材料成功运用于糖基化肽段富集的新技术（Anal．Chem．,2009,81（1）：503～508）。与传统策略相比,此方法不仅大大缩短了孵育时间,并且将灵敏度提高两个数量级,有望为大规模的蛋白质组后修饰鉴定提供了强有力的技术保障。     

蛋白质组学中磷酸化肽的常用富集方法

磷酸化作用是最重要的蛋白质翻译后修饰方式之一,它是蛋白质组学的一个重要分支,在细胞识别、细胞信息传递、基因表达和新陈代谢等方面发挥着重要作用。采用适当方法对磷酸化肽进行分析有助于我们更好地了解生理病理机制。但是直接进行质谱分析时磷酸化肽的信号强度会受到无机盐以及大量非磷酸化肽的抑制,选择性差。为解决这一难题,在质谱分析前要对磷酸化肽进行选择性富集。本文回顾了几种常用的磷酸化肽富集方法,介绍了每种方法的发展状况和常用材料,其中包括固定金属离子亲和色谱法、金属氧化物富集法、强阴阳离子交换色谱法和MALDI靶板富集法。最后总结了各种富集方法的优缺点,对有效的磷酸化肽富集策略进行了前景展望。     

亲水模式下流动相pH值对磷酸化肽在Click OEG-CD材料上富集选择性的影响

以标准蛋白质α-酪蛋白的酶解液作为研究对象,考察流动相pH值对磷酸化肽在Click OEG-CD材料上富集选择性的影响。首先以磷酸苯二钠作为模型化合物考察流动相pH值对其在Click OEG-CD材料上的保留影响,结果表明当pH值低于磷酸根的pK_a值时,磷酸苯二钠难以电离,与材料的离子交换作用较弱,因而保留也较弱。然后在亲水模式下流动相pH值分别为2, 4, 6时考察Click OEG-CD材料对α-酪蛋白的酶解液中磷酸化肽的富集选择性影响。结果表明,当流动相pH为2时,磷酸化肽不能被材料富集;当pH为4时,磷酸化肽能够被富集,而且洗脱窗口较窄;当pH为6时,磷酸化肽也能够被富集,但是洗脱窗口较宽。因此适合亲水模式下富集磷酸化肽的流动相pH值为4。本研究结果能够为今后将Click OEG-CD材料更好的应用于磷酸化肽富集提供有意义的借鉴。     

用于人血浆中蛋白质分离的在线阵列式二维常规柱液相色谱系统的建立

构建了一种在线阵列式二维常规柱液相色谱系统,并将其应用于分离血浆中的完整蛋白质。该系统以1根强阴离子交换柱作为第一维分离柱,8根阵列式反相色谱柱作为第二维分离柱。强阴离子交换柱分离的馏分通过十通阀被依次转移到第二维预柱上并得到保留富集,随后第二维流动相通过分流器同时将预柱上的蛋白质反冲至分析柱上进行分离。二维之间以及第二维阵列色谱柱之间均相互独立,从而可以提高系统分离的通量和总峰容量。采用该系统对血浆中的蛋白质进行了完整蛋白质水平上的分离。该系统具有高通量和高分辨率的特点,为血浆样品中高丰度蛋白质的去除以及血浆样品的深入研究提供了一种有效的手段。     

磷酸化肽富集新方法研究进展

对组成复杂的生物样品中的低丰度磷酸化肽进行预富集,能够消除高丰度非磷酸化肽等干扰组分,从而提高磷酸化肽在质谱分析中的灵敏度,获得更好的检出和鉴定结果.在磷酸化肽富集过程中,对磷酸化肽具有选择性亲和作用的富集材料是实现对磷酸化肽特异高效富集的关键,多种具有不同类型亲和作用的富集材料已在磷酸化肽富集研究中得到了应用;而在材料形貌、富集操作形式、磷酸化肽富集特异性等方面,研究者们也不断在现有磷酸化肽富集材料的基础上进行多样化的改进.本文分别从不同类型亲和作用的磷酸化肽富集材料以及磷酸化肽富集方法改进两方面,对近年来磷酸化肽富集方法的研究进展进行了评述.     

色谱最新研究亮点

1色谱保留机理与极限理论模型研究 2一种新型无机-有机杂合材料整体色谱柱 3蛋白质样品的色谱分离与富集方法研究 4一种后修饰蛋白质的气相色谱-质谱测定方法