基于石墨烯復合納米材料的內源性肽分離分析新方法研究.pdf

1、肽組學研究近年來有了突飛猛進的發(fā)展，其目的在于對特定時間、特定場所內，生物體內內源性肽及小分子蛋白質進行系統(tǒng)和完整的定性、定量的組學分析。生物體內的這些內源性肽是組織細胞間傳遞信息的信使，通過內分泌等作用方式行使其微妙的傳遞訊息，從而達到調節(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源性肽是一類重要的疾病標記物，對臨床疾病診斷有十分重要的意義。
　　肽組學研究目前存在的主要科學問題有:在生物樣品中通常含有的鹽類、高

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

3、一主題，分為四章，具體內容如下:
　　第一章主要概述了目前蛋白質組學與肽組學的發(fā)展背景與研究進展，對其研究的重要性進行了詮釋，綜述了目前蛋白質組學與肽組學目前在科研中的預處理技術、鑒定技術，并詳細介紹了石墨烯的優(yōu)良性質以及在肽組學內源性肽分析中應用的前景。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的新型石墨烯復合材料的設計與制備，首次嘗試將疏水性高分子化合物PMMA與石墨烯相結合，利用石墨烯所具

4、有的與眾不同的雙面結構，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構上，形成這種雙平臺的graphene@SiO2@PMMA石墨烯復合材料，通過一系列實驗證明，這種復合材料可以成功地富集復雜樣品、實際生物樣品中的內源性肽段，并用于生物質譜分析鑒定。
　　第三章對內壁修飾有C8的介孔石墨烯材料的設計與制備進行了詳細介紹，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在

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

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