一种用于脓毒症磷酸化蛋白富集的生物质多孔碳材料

1000℃后保持0.5-10小时。热处理过程优选采用马弗炉、管式炉或其他封闭通气的控温装置。
15.进一步地，步骤2)中，热处理后降至室温，之后进行研磨、洗涤、过滤、干燥。其中，利用水或酸性溶液(如1-20wt％硝酸溶液)进行洗涤。洗涤过程中，液固比为1-100，温度为0-50℃，时间为0.5-48小时。
16.一种用于脓毒症磷酸化蛋白富集的生物质多孔碳材料，该材料采用所述的方法制备而成。
17.一种生物质多孔碳材料在脓毒症磷酸化蛋白富集中的应用。
18.一种脓毒症磷酸化蛋白富集体系，该体系含有所述的生物质多孔碳材料。
19.本发明提供了一种基于生物质多孔碳材料的脓毒症磷酸化蛋白富集体系，利用比表面积大、孔隙率高且具备丰富含氮或含氧基团(n\o)及功能化磁性的生物质多孔碳材料，对脓毒症患者血清中磷酸化蛋白/肽段进行有效的释放、衍生和富集纯化，以便实现磷酸化蛋白的质谱检测和结构解析，从而在整体上观察炎症应激过程中蛋白磷酸化修饰的状态及其变化，为脓毒症分子机制的研究提供新的视角，从而更全面了解脓毒症的发病机制。本发明具有制备方法简单、灵敏度高、特异度强等优势，为脓毒症磷酸化蛋白的富集以及后续的分析研究提供了一种高效、精准的平台。
20.与现有技术相比，本发明具有以下特点：
21.1)合成方法简单：利用含氮生物质作为主要碳基原料，混合金属离子盐并加入造孔剂，进行混合研磨或球磨，并在惰性气氛中焙烧处理，得到比表面积大、孔隙率高且具备且具备丰富n\o基团及功能化磁性的生物质多孔碳材料，制备方法简单，利于转化，对于其实际应用也显示了很大潜力。
22.2)灵敏度高：高的比表面积可以增加材料与磷酸化肽段的特异性相互作用以及对磷酸化肽段的富集容量，与磁核表面包覆非磁性亲和壳层的核壳材料相比，具有更高的磁响应性，保证了材料可以从溶液中快速分离，从而将磷酸化肽段的富集功能与快速分离能力相结合。
23.3)特异度强：采用磁性多孔碳材料富集磷酸化肽段，通过孔道筛分与金属氧化物的强相互作用的协同，应用于复杂肽段混合物中磷酸化肽段的快速富集，增加与磷酸化肽段的特异性相互作用以及对磷酸化肽段的富集容量，在实际的血清样品应用中，也显示了很好的磷酸化肽段富集选择性。
附图说明
24.图1为实施例中样品stem中的haadf相照片；
25.图2为实施例中样品的氮气吸附曲线；
26.图3为实施例中样品的扫描电镜和透射电镜照片。
具体实施方式
27.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
28.本发明提供了一种用于脓毒症磷酸化蛋白富集的生物质多孔碳材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
29.1)将含氮生物质碳源、金属盐、造孔剂混合均匀，得到前驱体；
30.2)于惰性气氛下，对前驱体进行热处理，即得到生物质多孔碳材料。
31.步骤1)中，含氮生物质碳源包括壳聚糖、甲壳素、微藻或透明质酸中的一种或更多种，金属盐包括fe盐、co盐、ni盐、cr盐、mo盐、w盐或mn盐中的一种或更多种，造孔剂包括khco3、k2co3、koh或k2o中的一种或更多种。前驱体中，含氮生物质碳源的质量百分含量为20％-95％，但不为95％；金属盐的质量百分含量为0-30％，但不为0；造孔剂的质量百分含量为5％-80％，但不为80％。
32.优选地，将得到的前驱体研磨至粒度小于80目。
33.步骤2)中，热处理过程为：升温至500-1000℃后保持0.5-10小时。
34.优选地，采用程序升温的方式，由室温开始，以10-20℃/min的速率升温至500-1000℃后保持0.5-10小时。热处理后降至室温，之后进行研磨、洗涤、过滤、干燥。
35.本发明同时提供了一种用于脓毒症磷酸化蛋白富集的生物质多孔碳材料，该材料采用上述方法制备而成。
36.本发明还提供了上述生物质多孔碳材料在脓毒症磷酸化蛋白富集中的应用。
37.本发明进一步提供了一种脓毒症磷酸化蛋白富集体系，该体系含有上述生物质多孔碳材料。
38.实施例1：
39.将含氮生物质碳源(壳聚糖)、金属盐(硝酸铁)、造孔剂(khco3)进行混合，所配制混合物中造孔剂与碳基原料的质量比例为2，金属盐质量与碳基原料质比例为0.02。得到的前驱体，采用球磨处理2小时，经球磨后混合物均匀分布，颗粒尺度小于100目。将前驱体于ar气氛下，从室温15℃/min程序升温至900℃保留2小时热处理碳化转化，降到室温得到碳化产物。将碳化产物研磨后，于去离子水中(液固比20)室温洗涤2小时，并过滤干燥得到产物。所得样品的stem中的haadf相照片(如图1所示)显示铁的纳米氧化物颗粒均匀分散在多孔碳骨架中。
40.取适量样品用于脓毒症磷酸化蛋白/多肽的富集与分析，经富集与分析处理后所得脓毒症磷酸化蛋白/多肽的特征为：选择脓毒症血清及标准对照血清的消化物来探索用于功能化磁性的生物质多孔碳材料的性能；富集前标准品血清仅检测到5个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出22个信号强度为12000的匹配磷酸化肽段峰。富集前脓毒症血清仅检测到7个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出34个信号强度为14000的匹配磷酸化肽段峰。
41.实施例2：
42.将含氮生物质碳源(甲壳素)、金属盐(硝酸镍)、造孔剂(k2co3)进行混合，所配制混合物中造孔剂与碳基原料的质量比例为1.5，金属盐质量与碳基原料质比例为0.04。得到的前驱体，采用球磨处理2小时，经球磨后混合物均匀分布，颗粒尺度小于100目。将前驱体于ar气氛下，从室温15℃/min程序升温至900℃保留2小时热处理碳化转化，降到室温得到碳化产物。将碳化产物研磨后，于去离子水中(液固比20)室温洗涤2小时，并过滤干燥得到产物。所得样品的氮气吸附曲线如图2所示，样品表现出超大的吸附量和比表面积(2800cm3/
g)，以及大量的介孔。
43.取适量样品用于脓毒症磷酸化蛋白/多肽的富集与分析，经富集与分析处理后所得脓毒症磷酸化蛋白/多肽的特征为：富集前脓毒症血清仅检测到7个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出32个信号强度为12000的匹配磷酸化肽段峰。
44.实施例3：
45.将含氮生物质碳源(透明质酸)、金属盐(硝酸锰)、造孔剂(koh)进行混合，所配制混合物中造孔剂与碳基原料的质量比例为2，金属盐质量与碳基原料质比例为0.02。得到的前驱体，采用球磨处理2小时，经球磨后混合物均匀分布，颗粒尺度小于100目。将前驱体于ar气氛下，从室温15℃/min程序升温至900℃保留2小时热处理碳化转化，降到室温得到碳化产物。将碳化产物研磨后，于去离子水中(液固比20)室温洗涤2小时，并过滤干燥得到产物。取适量样品用于脓毒症磷酸化蛋白/多肽的富集与分析。
46.经富集与分析处理后所得脓毒症磷酸化蛋白/多肽的特征为：富集前脓毒症血清仅检测到6个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出48个信号强度为12000的匹配磷酸化肽段峰。
47.实施例4：
48.将含氮生物质碳源(微藻)、金属盐(硝酸镉)、造孔剂(k2o)进行混合，所配制混合物中造孔剂与碳基原料的质量比例为2.5，金属盐质量与碳基原料质比例为0.04。得到的前驱体，采用球磨处理2小时，经球磨后混合物均匀分布，颗粒尺度小于100目。将前驱体于ar气氛下，从室温15℃/min程序升温至900℃保留2小时热处理碳化转化，降到室温得到碳化产物。将碳化产物研磨后，于去离子水中(液固比20)室温洗涤2小时，并过滤干燥得到产物。所得样品的扫描电镜和透射电镜照片如图3所示，样品表现为空旷的大孔介孔等多孔复合的结构。
49.取适量样品用于脓毒症磷酸化蛋白/多肽的富集与分析，经富集与分析处理后所得脓毒症磷酸化蛋白/多肽的特征为：富集前脓毒症血清仅检测到8个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出34个信号强度为12000的匹配磷酸化肽段峰。
50.实施例5：
51.将含氮生物质碳源(壳聚糖)、金属盐(硝酸铁)、造孔剂(khco3)进行混合，所配制混合物中造孔剂与碳基原料的质量比例为2.5，金属盐质量与碳基原料质比例为0.04。得到的前驱体，采用球磨处理2小时，经球磨后混合物均匀分布，颗粒尺度小于100目。将前驱体于ar气氛下，从室温15℃/min程序升温至900℃保留2小时热处理碳化转化，降到室温得到碳化产物。将碳化产物研磨后，于去离子水中(液固比20)室温洗涤2小时，并过滤干燥得到产物。取适量样品用于脓毒症磷酸化蛋白/多肽的富集与分析。
52.经富集与分析处理后所得脓毒症磷酸化蛋白/多肽的特征为：选择脓毒症血清及标准对照血清的消化物来探索用于功能化磁性的生物质衍生多孔碳材料的性能；富集前标准品血清仅检测到4个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出24个信号强度为12000的匹配磷酸化肽段峰。富集前脓毒症血清仅检测到8个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出42个信号强度为14000的匹配磷酸化肽段峰。
53.实施例6：
54.将含氮生物质碳源(透明质酸)、金属盐(硝酸镍)、造孔剂(k2co3)进行混合，所配制
混合物中造孔剂与碳基原料的质量比例为2，金属盐质量与碳基原料质比例为0.02。得到的前驱体，采用球磨处理2小时，经球磨后混合物均匀分布，颗粒尺度小于100目。将前驱体于ar气氛下，从室温15℃/min程序升温至900℃保留2小时热处理碳化转化，降到室温得到碳化产物。将碳化产物研磨后，于去离子水中(液固比20)室温洗涤2小时，并过滤干燥得到产物。取适量样品用于脓毒症磷酸化蛋白/多肽的富集与分析。
55.经富集与分析处理后所得脓毒症磷酸化蛋白/多肽的特征为：富集前脓毒症血清仅检测到7个信号强度小于100的磷酸化肽段峰，而经过富集后识别出35个信号强度为14000的匹配磷酸化肽段峰。
56.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。