基于石墨烯復(fù)合納米材料的內(nèi)源性肽分離分析新方法研究.pdf

1、肽組學(xué)研究近年來有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，其目的在于對特定時(shí)間、特定場所內(nèi)，生物體內(nèi)內(nèi)源性肽及小分子蛋白質(zhì)進(jìn)行系統(tǒng)和完整的定性、定量的組學(xué)分析。生物體內(nèi)的這些內(nèi)源性肽是組織細(xì)胞間傳遞信息的信使，通過內(nèi)分泌等作用方式行使其微妙的傳遞訊息，從而達(dá)到調(diào)節(jié)生長、發(fā)育、繁殖、代謝和行為等生命過程。研究表明生物體的內(nèi)源性肽是一類重要的疾病標(biāo)記物，對臨床疾病診斷有十分重要的意義。
　　肽組學(xué)研究目前存在的主要科學(xué)問題有:在生物樣品中通常含有的鹽類、高

2、豐度蛋白質(zhì)等強(qiáng)烈干擾低豐度的內(nèi)源性肽的分離分析。通過找到適當(dāng)?shù)姆蛛x富集新技術(shù)以規(guī)避這些不利因素，從而解決肽組學(xué)研究中的這一難點(diǎn)。設(shè)計(jì)制備新型納米材料進(jìn)行選擇性分離富集內(nèi)源性肽，是目前研究肽組學(xué)的研究的熱點(diǎn)。
　　本論文針對肽組學(xué)研究中的難點(diǎn)，利用石墨烯超大的比表面積的特點(diǎn)、設(shè)計(jì)并制備石墨烯復(fù)合納米材料，并將這些新型復(fù)合材料發(fā)展為肽組學(xué)研究的內(nèi)源性肽的高效分離富集的手段。本論文圍繞基于石墨烯復(fù)合納米材料的內(nèi)源性肽分離分析新方法研究這

3、一主題，分為四章，具體內(nèi)容如下:
　　第一章主要概述了目前蛋白質(zhì)組學(xué)與肽組學(xué)的發(fā)展背景與研究進(jìn)展，對其研究的重要性進(jìn)行了詮釋，綜述了目前蛋白質(zhì)組學(xué)與肽組學(xué)目前在科研中的預(yù)處理技術(shù)、鑒定技術(shù)，并詳細(xì)介紹了石墨烯的優(yōu)良性質(zhì)以及在肽組學(xué)內(nèi)源性肽分析中應(yīng)用的前景。本章最后提出了論文選題的目的與意義。
　　第二章介紹了表面修飾有PMMA的新型石墨烯復(fù)合材料的設(shè)計(jì)與制備，首次嘗試將疏水性高分子化合物PMMA與石墨烯相結(jié)合，利用石墨烯所具

4、有的與眾不同的雙面結(jié)構(gòu)，通過水相自由基聚合的凝膠-溶膠法，以硅材料為“橋梁”，將功能化的PMMA聚合物鏈鍵合在石墨烯雙面結(jié)構(gòu)上，形成這種雙平臺的graphene@SiO2@PMMA石墨烯復(fù)合材料，通過一系列實(shí)驗(yàn)證明，這種復(fù)合材料可以成功地富集復(fù)雜樣品、實(shí)際生物樣品中的內(nèi)源性肽段，并用于生物質(zhì)譜分析鑒定。
　　第三章對內(nèi)壁修飾有C8的介孔石墨烯材料的設(shè)計(jì)與制備進(jìn)行了詳細(xì)介紹，通過一步法及溶膠-凝膠過程，在石墨烯兩面包覆介孔硅的同時(shí)在

5、介孔內(nèi)壁修飾C8疏水鏈。對三明治結(jié)構(gòu)石墨烯介孔復(fù)合物材料C8-graphene@mSiO2進(jìn)行一系列表征工作，并用于在復(fù)雜環(huán)境下低豐度肽段與實(shí)際生物樣品鼠腦提取液的內(nèi)源性肽段的富集研究。本章的工作成功地將石墨烯設(shè)計(jì)并修飾為適合肽組學(xué)研究的，具有片狀結(jié)構(gòu)、良好水溶性、高度開放有序的孔徑結(jié)構(gòu)、大表面積且介孔內(nèi)壁修飾有C8疏水鏈的介孔復(fù)合物，利用介孔的體積排阻效應(yīng)、石墨烯本身具有的巨大表面積與高強(qiáng)度的物理化學(xué)性質(zhì)，使之在肽組學(xué)內(nèi)源性肽段分離富

6、集的應(yīng)用中有良好的效果。
　　第四章主要針對肽組學(xué)分析中的需要，設(shè)計(jì)并制備了一種磁性介孔石墨烯疏水材料，以解決在實(shí)際富集操作中離心分離所帶來的樣品損失等問題。我們首次設(shè)計(jì)并合成了磁性的、介孔硅包覆的石墨烯復(fù)合材料，來選擇性富集內(nèi)源性肽。這種新型材料的合成，通過酸化的石墨烯結(jié)合上磁性的四氧化三鐵微球，隨后包覆上介孔硅材料。這種雙面結(jié)構(gòu)的材料具有整齊排列的孔結(jié)構(gòu)、大孔體積、大表面積、在磁場中具有高磁響應(yīng)度、疏水內(nèi)壁等等特性，適合從溶液