本发明专利技术公开了一种基于软硬酸碱理论的巯基棉后修饰材料及其制备与应用，属于分析化学技术领域。本发明专利技术的巯基棉后修饰材料为在巯基棉上修饰Ni2+、Cu2+、Pd2+或Au的巯基棉。其中，修饰Ni2+、Cu2+或Pd2+的巯基棉的制备为：将三羟甲基氨基甲烷，氯化钠，Ni2+盐、Cu2+盐或Pd2+盐溶于水中；加入TCEP处理的巯基棉，充分浸润后密封反应；产物用去离子水清洗后干燥。修饰Au的巯基棉的制备为：往纳米金溶液中加入TCEP处理的巯基棉，充分浸润后密封反应；产物用去离子水清洗后干燥。本发明专利技术的巯基棉后修饰材料结合枪头固相萃取具有操作简单、溶剂用量少、快速等优点，特别适用于生物样品的分析。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于分析化学
，具体涉及一种基于软硬酸碱理论的巯基棉后修饰材料及其制备与应用。
技术介绍
棉花是一种天然的纤维材料，具有较好的生物相容性、渗透性、亲水性、机械性及无论在水溶液中或者有机溶剂中都能稳定存在的化学稳定性。近年，它已被作为固相萃取(solid phase extraction，SPE)吸附剂广泛应用于样品前处理中。但是棉花表面的官能团单一，限制了它的应用。巯基棉(SCF)是通过酯化棉花而制得的一种纤维材料，通常被应用于水样中痕量金属的富集。目前，巯基棉已经被商品化，而且制备巯基棉的方法简单、价格低廉。巯基棉除了具有天然棉花所具备的生物相容性、高稳定性等优点以外，巯基棉纤维表面还有丰富的巯基，这为巯基棉的进一步修饰改性提供了很多可能性。但是，目前鲜有对巯基棉进行修饰的文献报道。众所周知，巯基(SH)属于“软碱”，根据“软硬酸碱”理论，它可以与“软酸”形成稳定的配合物，也可以和部分“交界酸”形成较强的配位。基于这个理论，可以在巯基棉上修饰多种金属离子(或金属原子)，获得多种巯基棉后修饰材料，从而让巯基棉得到更广泛的应用。“软硬酸碱”理论是1963年由R.G.皮尔孙提出的，将酸和碱根据性质不同分为软硬两类的理论，把金属离子分成硬酸和软酸，把配位体分成硬碱和软碱。硬酸，指体积小、高正电荷及不易被氧化和变形的金属离子，包括碱金属、碱土金属Ti4+、Fe3+、Cr3+、H+等；软酸，指体积大、正电荷少及易被氧化和变形的金属离子和金属原子，包括Cu+、Ag+、Au+、Hg2+、Pd2+、Cd2+、Pt2+、Au等；硬碱，指电负性高、难氧化和不易变形的配位原子，包括H2O、OH-、F-、Cl-、RCOO-、ClO4-、CH3COO-、PO43-、SO42-、CO32-、NO3-、ROH、R2O、NH3、RNH2、N2H4等；软碱，指电负性低、易氧化和变形的配位原子，包括I-、SCN-、CN-、CO、H-、S2O32-、C2H4、RS-、S2-等。此外，还有交界酸和交界碱。交界酸，包括Fe2+、Co2+、Ni2+、Cu2+、Zn2+、Pb2+、Sn2+、Sb3+、Bi3+、Rh3+、Ir3+、Ru3+、Os2+等；交界碱，包括C6H5NH2、C5H5N、N3-、Br-、NO2-、SO32-等。它们之间的结合关系普遍遵循着“软亲软，硬亲硬，软硬搭配不稳定”的规律。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术巯基棉应用的局限，提供一种基于软硬酸碱理论的巯基棉后修饰材料及其制备方法与应用。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种巯基棉后修饰材料，为在巯基棉上修饰Ni2+、Cu2+、Pd2+或Au的巯基棉，即所述的巯基棉后修饰材料为巯基棉-镍(SCF-Ni2+)、巯基棉-铜(SCF-Cu2+)、巯基棉-钯(SCF-Pd2+)或巯基棉-纳米金(SCF-Au)。上述巯基棉后修饰材料的制备方法，包括如下步骤：用三(2-羧乙基)膦(TCEP)处理巯基棉，打开巯基棉上可能存在的二硫键，以暴露更多的巯基；最后通过水热反应，在巯基棉上键合Ni2+、Cu2+、Pd2+或Au。优选的，修饰Ni2+、Cu2+或Pd2+的巯基棉(SCF-Ni2+、SCF-Cu2+或SCF-Pd2+)的制备方法包括如下步骤：将三羟甲基氨基甲烷，氯化钠，Ni2+盐、Cu2+盐或Pd2+盐溶于水中得到混合溶液；往混合溶液中加入TCEP处理的巯基棉，充分浸润后密封反应；产物用去离子水清洗后干燥。修饰Au的巯基棉(SCF-Au)的制备方法包括如下步骤：往纳米金溶液中加入TCEP处理的巯基棉，充分浸润后密封反应；产物用去离子水清洗后干燥。更优选的，修饰Ni2+、Cu2+或Pd2+的巯基棉的制备中：三羟甲基氨基甲烷，氯化钠与Ni2+盐、Cu2+盐或Pd2+盐的物质的量比是1:1:1；混合溶液中Ni2+盐、Cu2+盐或Pd2+盐的浓度为100mM，巯基棉与混合溶液的质量体积比为5-12.5:1(mg/mL)；反应的条件为25-45℃摇床中反应4-10h；干燥的条件为40-50℃真空干燥箱中干燥4-6h。修饰Au的巯基棉的制备中：纳米金溶液的浓度为0.5-5μg/mL，巯基棉与纳米金溶液的质量体积比为5-12.5:1(mg/mL)；反应的条件为25-45℃摇床中反应4-10h；干燥的条件为40-50℃真空干燥箱中干燥4-6h。上述巯基棉后修饰材料可直接作为萃取材料用于复杂的植物、食品、环境和生物样品中化合物的萃取分析。将上述巯基棉后修饰材料结合枪头固相萃取(in-pipet-tip SPE)的方法，包括如下步骤：取上述巯基棉后修饰材料装入枪头中，再将枪头装到配套的移液枪上，采用手动推拉的方式进行反复萃取。本专利技术具有如下优点和效果：本专利技术的巯基棉后修饰材料以巯基棉为基底，保留着棉花纤维所特有的渗透性和生物相容性，且性能稳定，能够稳定存在于水溶液或者有机溶剂中。材料上修饰的功能团对目标分析物具有很好的特异性，在生物样品分析中表现出极好的选择性。由于本专利技术材料渗透性极好，将其结合枪头固相萃取背压小、阻力小，具有操作简单、溶剂用量少、快速(完成一次萃取流程仅需3min)等优点，特别适用于生物样品的分析。本专利技术环境友好、方法简单、经济实惠，将巯基棉后修饰材料结合枪头固相萃取的方法已成功地应用于大肠杆菌细胞裂解液中组氨酸蛋白的分离纯化和血浆中巯基化合物的分析检测。附图说明图1是SCF-Ni2+的制备流程图和in-pipet-tip SPE的示意图。图2是组氨酸标记绿色蛋白(His-tagged GFP)的荧光光谱图：萃取前(A1)、萃余液(A2)和解吸液(A3)；非组氨酸标记红色荧光蛋白(normal mouse IgG labeled by Cy5)的荧光光谱图：萃取前(B1)和萃余液(B2)。图3是SDS-PAGE电泳图：蛋白分子量标记物(M)、加标裂解液直接分析(lane 1)、解吸液1(lane 2)、解吸液2(lane 3)、解吸液3(lane 4)和解吸液4(lane 5)。具体实施方式以下实施例用于进一步说明本专利技术，但不应理解为对本专利技术的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。实施例1巯基棉后修饰材料SCF-Ni2+、SCF-Cu2+、SCF-Pd2+、SCF-Au的制备SCF-Ni2+的制备(示意图见图1)：用三(2-羧乙基)膦(TCEP)处理巯基棉，打开巯基棉上可能存在的二硫键，以暴露更多的巯基，得到预还原本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种巯基棉后修饰材料，其特征在于：为修饰Ni2+、Cu2+、Pd2+或Au的巯基棉。
【技术特征摘要】
1.一种巯基棉后修饰材料，其特征在于：为修饰Ni2+、Cu2+、Pd2+或Au的巯基棉。
2.权利要求1所述的巯基棉后修饰材料的制备方法，其特征在于包括如下步骤：用三(2-羧乙基)膦处理巯基棉，再通过水热反应，在巯基棉上键合Ni2+、Cu2+、Pd2+或Au。
3.根据权利要求2所述的巯基棉后修饰材料的制备方法，其特征在于：
修饰Ni2+、Cu2+或Pd2+的巯基棉的制备方法包括如下步骤：将三羟甲基氨基甲烷，氯化钠，Ni2+盐、Cu2+盐或Pd2+盐溶于水中得到混合溶液；往混合溶液中加入三(2-羧乙基)膦处理的巯基棉，充分浸润后密封反应；产物用去离子水清洗后干燥；
修饰Au的巯基棉的制备方法包括如下步骤：往纳米金溶液中加入三(2-羧乙基)膦处理的巯基棉，充分浸润后密封反应；产物用去离子水清洗后干燥。
4.根据权利要求3所述的巯基棉后修饰材料的制备方法，其特征在于：三羟甲基氨基甲烷，氯化...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯钰锜，何小梅，余琼卫，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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