一种含有钛离子官能团的中空纳米硅球及其制备与应用制造技术

本发明专利技术涉及一种含有钛离子官能团的中空纳米硅球的制备及其在磷酸肽富集中的应用。具体是，在中性条件下，采用溶胶

【技术实现步骤摘要】
of phosphopeptides.Talanta.2017；166:133
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40.)。总体来说，这些材料由于孔道长且复杂，传质慢、传质阻力大，并且可能造成位点的利用率较低。在以往报道的工作中，磷酸肽上样时间一般在15分钟以上，洗脱时间一般在10分钟以上(文献8，Luo et al.,Boronic Acid
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Functionalized Magnetic Metal
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Organic Frameworks via a Dual
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Ligand Strategy for Highly Efficient Enrichment of Phosphopeptides and Glycopeptides.ACS Sustainable Chemistry&Engineering.2019；7(6):6043
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52.，文献9，Li et al.,Guanidyl
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Functionalized Magnetic Bimetallic MOF Nanocomposites Developed for Selective Enrichment of Phosphopeptides.ACS Sustainable Chemistry&Engineering.2020；8(44):16422
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9.，文献10，Xiong et al.,Facile synthesis of guanidyl
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>based magnetic ionic covalent organic framework composites for selective enrichment of phosphopeptides.Analytica Chimica Acta.2020；1099:103
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10.)。因此，发展一种比表面积大，同时孔道简单的材料对于实现磷酸肽快速富集，尤其是不稳定磷酸肽的富集具有重要意义。中空纳米结构由于具有比表面积大，明确定位的活性位点，独立的空腔结构和可调的传质速度等优点而被广泛应用于催化剂，反应器和药物载运体系等领域(文献11，Zhu et al.,Functionalization of Hollow Nanomaterials for Catalytic Applications:Nanoreactor Construction.Advanced Materials 2019,31(38),1800426.，文献12，Teng et al.,Mesoporous Organosilica Hollow Nanoparticles:Synthesis and Applications.Advanced Materials 2019,31(38),1707612.)。目前已经有几种中空材料被报道用于磷酸肽富集(文献13，Wu et al.,Titania coated magnetic mesoporous hollow silica microspheres:fabrication and application to selective enrichment of phosphopeptides.Chemical Communications 2010,46(47),9031
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9033.，文献14，Lu et al.,Facile synthesis of alumina hollow spheres for on
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plate
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selective enrichment of phosphopeptides.Chemical communications 2011,47(18),5334
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6.，文献15，Xu et al.,Highly selective SiO2–
NH2@TiO
2 hollow microspheres for simultaneous enrichment of phosphopeptides and glycopeptides.Analytical and Bioanalytical Chemistry 2017,409(6),1607
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1614.，文献16，Hong et al.,Highly efficient enrichment of phosphopeptides from HeLa cells using hollow magnetic macro/mesoporous TiO
2 nanoparticles.Talanta 2018,187,223
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230.)，但它们的壳层或者是无孔结构不具备传质能力并且包覆不均匀，或者是微米尺度同样涉及上述三维材料遇到的传质慢且阻力大等问题。并且，它们都是基于MOAC发展的材料。也就是说，目前并没有基于IMAC的中空纳米材料用于磷酸肽富集。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要内容包括一种基于中性条件下溶胶
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凝胶反应的含有钛离子官能团的中空纳米硅球的制备及其在磷酸肽富集中的应用。首先采用硫酸钾诱导的溶胶
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凝胶反应制备含有膦酸酯的中空纳米硅球，用盐酸酸化后将中空纳米硅球中的膦酸酯脱烷基化变为磷酸基团，再与钛离子进行螯合，最终得到钛离子功能化的中空纳米硅球。具体包括如下步骤：
[0005](1)含有膦酸酯官能团的中空纳米硅球的制备：将1.75～3.5g硫酸钾，0.5～1g F127，和0.58～1.16mL均三甲苯加入到30～60mL水中，13.5℃，180～200rpm条件下震荡12～14小时。再加入1.19～2.38mL四甲氧基硅烷和0.635～1.27mL二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷，继续震荡24～26小时后转移到水热釜中，100℃加热24～26小时。产物用水、乙醇依次分别洗涤3～6次，随后用乙醇索氏提取24～26小时，干燥，得含有膦酸酯官能团的中空纳米硅球；
[0006](2)磷酸功能化的中空纳米硅球的制备：将0.2～0.35g步骤(1)得到的含有膦酸酯官能团的中空纳米硅球加入到100～175mL浓盐酸中，100～105℃回流24～26小时，随后用水洗3～6次、乙醇洗涤1～2次，干燥，得到磷酸功能化的中空纳米硅球。
[0007](3)钛离子功能化的中空纳米硅球的制备：将30～60mg步骤(2)得到的磷酸功能化的中空纳米硅球加入到15～30mL浓度为100～200mg/mL的硫酸钛溶液中，室温翻转震荡反应12～14h，用水、0.1～0.5％三氟乙酸、100～200mM氯化钠/0.1～0.5％三氟乙酸、水、乙醇依次洗涤后，干燥，最终得到钛离子功能化的中空纳米硅球。
[0008]得到可作为固定化金属离子亲和色谱固定相的材料，用于磷酸肽的快速、高灵敏度和高选择性富集。该方法的特点在于，溶胶凝胶反应过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种含有钛离子官能团的中空纳米硅球的制备方法，其特征在于：以二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷(Diethylphosphatoethyltriethoxysilane，DPTES)和四甲氧基硅烷(Tetramethoxysilane，TMOS)为硅源单体，F127(EO
106
PO
70
EO
106
)为表面活性剂，均三甲苯(1,3,5
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Trimethylbenzene，TMB)为膨胀剂，硫酸钾为助剂，水为溶剂，利用溶胶
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凝胶反应制备含有膦酸酯的中空纳米硅球；该中空纳米硅球中的膦酸酯基团可脱烷基化变为磷酸官能团，进而与钛离子螯合，得到含有钛离子官能团的中空纳米硅球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：含有膦酸酯的中空纳米硅球，在盐酸溶液中酸化，得到磷酸功能化的中空纳米硅球，再通过螯合钛离子得到含有钛离子官能团的中空纳米硅球。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：可按如下步骤操作，(1)含有膦酸酯官能团的中空纳米硅球的制备：将1.75～3.5g硫酸钾，0.5～1g F127，和0.58～1.16mL均三甲苯加入到30～60mL水中，13～14℃，180～200rpm条件下震荡12～14小时；再加入1.19～2.38mL四甲氧基硅烷和0.635～1.27mL二乙基磷酰乙基三乙氧基硅烷，继续震荡24～26小时...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧俊杰，李晓维，孙传盛，
申请(专利权)人：威高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：