一种带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒，及其制备方法和应用。所述带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒包括表面修饰有活性官能团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒及在其表面修饰的苯硼酸类衍生物和末端带有羟基的保护分子。所述表面修饰有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒对糖类物质能够特异性吸附的，可以消除其他干扰物的非特异性吸附，有效去除其中的蛋白和多肽等非特异性干扰物，快速灵敏的对低丰度的糖类样品进行分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒及其制备方法，以及所述带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒在特异性吸附糖类物质中的应用，尤其是在糖类物质的纯化分析方法中的应用。
技术介绍
糖基化是真核细胞中最常见和最重要的翻译后修饰过程之一，在生物体各种功能的发挥中扮演着重要的角色。越来越多的证据表明，蛋白质糖基化以及糖类物质的异常表达与各种疾病和蛋白质的功能的正确发挥有着密切的联系，例如炎症，免疫疾病，肿瘤以及代谢综合征等。此外，葡萄糖和聚糖类化合物也是人类和动物的重要的能量来源。因此，对糖类物质的分析是非常重要的，但却充满挑战，因为糖类物质的分析涉及到一系列繁琐和复杂的生化步骤。传统的糖类的分离方法主要是亲和层析，这种方法不仅分离过程复杂，同时也很容易损失样品，因此，亲和层析对低丰度糖类样品的分析有一定的局限性。目前，磁性纳米粒子因其比表面积大，在外加磁场条件下易于分离等特点，被广泛的应用于生物样品的分离纯化中。但由于糖类物质一般与蛋白或多肽类物质并存，在对纯糖类物质的纯化过程中，蛋白或多肽会在很大程度上影响纯糖类物质的纯化分析和研究。因此，现有的方法仍不能快速、灵敏地对低丰度纯糖类样品进行有效的分析。为了分析和富集纯糖类物质，我们需要尽可能多的除去样品中含有的多肽和蛋白等非特异性干扰物。
技术实现思路
本专利技术的目的是在于克服上述缺陷，提供了一种能够在较大程度上除去糖类物质样品中含有的多肽和蛋白等非特异性干扰物，且能够快速、灵敏地对低丰度纯糖类样品进行有效分析的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒及其制备方法，以及所述带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒在特异性吸附糖类物质中的应用，尤其是在糖类物质的纯化分析方法中的应用。第一方面，本专利技术提供了一种带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒，其中，所述带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒包括磁性纳米颗粒以及在其表面修饰的苯硼酸功能基团和保护基团；其中，所述磁性纳米颗粒是表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；所述保护基团为末端带有羟基的保护分子。第二方面，本专利技术提供了一种制备带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒的方法，其中，该方法包括：(1)将磁性纳米颗粒与正硅酸乙酯接触获得掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；(2)将所述掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒与带有活性基团的硅烷偶联剂接触获得表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；(3)将所述表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒与苯硼酸类衍生物和保护基团接触，获得带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒；其中，所述保护基团为末端带有羟基的保护分子。第三方面，本专利技术提供了如上所述的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒或如上所述的方法制备的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒在特异性吸附糖类物质中的应用。第四方面，本专利技术提供了一种糖类物质的纯化分析方法，其中，该方法包括：将磁性纳米颗粒与待测样品接触获得接触后物料，并用质谱分析方法对接触后物料进行分析；其中，所述待测样品中含有糖类物质；所述磁性纳米颗粒为如上所述的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒或如上所述的方法制备的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒。本专利技术提供的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒能够对糖类物质进行特异性结合，有效去除其中的蛋白和多肽等非特异性干扰物，快速灵敏的对低丰度的糖类物质样品进行分析。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1：磁滞曲线，其中，曲线a为制备例制备的超顺磁性四氧化三铁磁性纳米颗粒的磁滞曲线；曲线b为实施例1制备的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒的磁滞曲线。图2：实施例1制备的带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒对鸡卵清白蛋白中N糖链的纯化分析质谱图。图3：对比例1制备的不带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒对鸡卵清白蛋白中N糖链的纯化分析质谱图。图4：实施例1制备的带保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒对人乳中游离寡糖的纯化分析质谱图。其中，图4的内嵌图是图5从荷质比400到1800的局部放大。图5：对比例1制备的不带保护基团的苯硼酸功能化超顺磁性纳米颗粒对人乳中游离寡糖的纯化分析质谱图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。第一方面，本专利技术提供了一种带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒，其中，所述带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒包括磁性纳米颗粒以及在其表面修饰的苯硼酸功能基团和保护基团；其中，所述磁性纳米颗粒是表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；所述保护基团为末端带有羟基的保护分子。本专利技术中，所述磁性纳米颗粒优选为超顺磁性四氧化三铁磁性纳米颗粒。本专利技术中，所述苯硼酸功能基团由苯硼酸类衍生物提供，所述苯硼酸类衍生物可以在较宽的范围内选择，例如，可以为带有活性可修饰基团的苯硼酸，优选的，所述带有活性可修饰基团的苯硼酸选自羧基苯硼酸、氨基苯硼酸或巯基苯硼酸中的一种或多种，更优选的，所述带有活性可修饰基团的苯硼酸选自2-氨基苯硼酸，2-羧基苯硼酸，3-巯基苯硼酸，3-氨基苯硼酸，3-羟基苯硼酸，3-羧基苯硼酸，4-巯基苯硼酸，4-氨基苯硼酸，4-羟基苯硼酸，4-羧基苯硼酸和4-(反式-2-羧基乙烯基)苯基硼酸中的一种或多种。本专利技术中，所述末端带有羟基的保护分子可以在较宽的范围内进行选择，优选为，带有羟基的亲水链状分子，例如，带有可修饰活性基团的聚乙二醇，2-(2-氨基乙氧基)乙醇，2-(2-甲氧基乙氧基)乙硫醇，2-[2-(2-氨基乙氧基)乙氧基]乙醇，3-[2-(2-羟乙氧基)乙氧基]丙酸，2-(2-甲氧基乙氧基)乙硫醇，1-氨基-3,6,9-三噁-11-十一醇，1-巯基-3,6,9-三噁-11-十一醇和2-[2-(3-氨基丙
氧基)乙氧基]乙醇中的一种或多种。其中，所述聚乙二醇优选为短链聚乙二醇，所述短链聚乙二醇是指由2-5个乙二醇分子聚合而成的聚乙二醇。根据本专利技术，尽管在磁性纳米颗粒的表面修饰有苯硼酸功能基团和保护基团即可以实现本专利技术的目的，但本专利技术的专利技术人发现，当磁性纳米颗粒表面修饰的苯硼酸功能基团和保护基团的摩尔比为1:1-3的范围时，能够进一步实现本专利技术的目的。第二方面，本专利技术还提供了一种带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒的制备方法，其中，该方法包括：(1)将磁性纳米颗粒与正硅酸乙酯接触获得掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；(2)将所述掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒与带有活性基团的硅烷偶联剂接触获得表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；(3)将所述表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒与苯硼酸类衍生物和保护基团接触，获得带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒；其中，所述保护基团为末端带有羟基的保护分子。根据本专利技术，所述磁性纳米颗粒、苯硼酸类衍生物和末端带有羟基的保护分子的选择可以参照如上列举的范畴，但并不限于此，本专利技术再此不再详细赘述。以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒，其特征在于，所述带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒包括磁性纳米颗粒以及在其表面修饰的苯硼酸功能基团和保护基团；其中，所述磁性纳米颗粒是表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；所述保护基团为末端带有羟基的保护分子。

【技术特征摘要】
1.一种带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒，其特征在于，所述带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒包括磁性纳米颗粒以及在其表面修饰的苯硼酸功能基团和保护基团；其中，所述磁性纳米颗粒是表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；所述保护基团为末端带有羟基的保护分子。2.一种制备带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒的方法，其特征在于，该方法包括：(1)将磁性纳米颗粒与正硅酸乙酯接触获得掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；(2)将所述掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒与带有活性基团的硅烷偶联剂接触获得表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒；(3)将所述表面修饰有活性基团的掺杂有二氧化硅的磁性纳米颗粒与苯硼酸类衍生物和保护基团接触，获得带有保护基团的苯硼酸功能化磁性纳米颗粒；其中，所述保护基团为末端带有羟基的保护分子。3.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(1)中，与正硅酸乙酯接触的所述磁性纳米颗粒为超顺磁性四氧化三铁磁性纳米颗粒。4.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(2)中，所述活性基团选自氨基，羧基，羟基和巯基中的一种或多种；优选的，所述带有活性基团的硅烷偶联剂选自3-氨丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三乙氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷和3-(2-氨基乙基氨基)丙基三甲氧基硅烷中的一种或多种。5.根据权利要求2所述的方法，其中，步骤(3)中，所述苯硼酸类衍生物为带有活性可修饰基团的苯硼酸，优选的，所述带有活性可修饰基团的苯硼酸选自羧基苯硼酸、氨基苯硼酸或巯基苯硼酸中的一种或多种，更优选选的，所述带有活性可修饰基团的苯硼酸选自2-氨基苯硼酸，2-羧基苯硼酸，3-巯基苯硼酸，3-氨基苯硼酸，3-羟基苯硼酸，3-羧基苯硼酸，4-巯基苯硼酸，4-氨基苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴杰，薛向东，
申请(专利权)人：国家纳米科学中心，
类型：发明
国别省市：北京;11