一种基于HILIC策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料及其制备方法和应用

本发明涉及磁性纳米材料领域，具体而言，涉及一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料及其制备方法和应用。

背景技术：

1、由细胞分泌的外泌体含有复杂rna、脂质和蛋白质的膜泡，这些特殊的膜囊泡天然存在于不同的体液中，被认为参与细胞间通讯、信号转导和免疫调节等生理反应。随着外泌体研究的深入，有证据表明外泌体参与了多种疾病的病理过程，甚至成为某些疾病的重要标志物，为这些疾病的早期发现提供了可能。为了更好地利用外泌体的这些独特特性进行疾病诊断和治疗，从生物样品中分离和捕获外泌体至关重要。超速离心是一种较为传统的分离方法，但存在操作繁琐、耗时长、效率低等问题。因此，样品中外泌体的分离方法仍需进一步完善，迫使探索低成本、高效分离捕获外泌体的创新方法。

2、糖基化是蛋白质最重要和最丰富的翻译后修饰之一。它在生物体中发挥着不可替代的作用，参与细胞粘附、信号传递、细胞间通讯，以及蛋白质降解、免疫保护等众多生物学过程。因此，糖肽的定量和定性分析对于检测和鉴定临床病理生物标志物至关重要。迄今为止，已经探索了许多选择性富集糖肽的方法。其中，亲水相互作用液相色谱(hilic)具有覆盖率高、操作简单、重现性好、质谱兼容性好和成本低等优点，越来越受到人们的青睐。然而，传统的hilic材料由于亲水分子的相对密度较低，通常面临糖肽结合能力低、检测灵敏度低的问题。因此，需要制备具有更高亲水性的材料来增加糖肽的保留。

3、近年来，聚合物改性的hilic材料受到了极大的关注。聚合物表面具有高密度的重复基团，因此提供了大量的结合位点。另一方面，柔性聚合物链可以形成有利的空间构象，这将大大提高hilic材料与糖肽的结合效率。

4、然而，目前基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备领域的体系尚不完善，制备的方法也较为复杂，且制备得到的磁性纳米材料的应用也没有成熟的体系。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是提供一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，以填补该领域的技术空缺，提供一种制备方法简单的制备方法。

2、为了解决上述问题，本发明提供一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：

3、s1：通过热溶剂法制备得到fe3o4；

4、s2：以n,n-亚甲基双丙烯酰胺和1,2-环氧-5-己烯作为配体，聚合在所述步骤s1所得的fe3o4表面；

5、s3：通过环氧开环反应将2-氨基嘌呤接枝在步骤s2所得产物表面；

6、s4：将步骤s3制备所得的产物洗涤，并干燥后制得基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料。

7、作为优选的方案，所述步骤s2中，fe3o4、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、1,2-环氧-5-己烯的质量比为1:0.67:(0.4-0.5)。

8、通过上述配比原料的组合，能够更优的调整基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的微观形貌和尺寸。

9、作为优选的方案，所述步骤s2中所述的反应温度为80℃，反应时间为4h。

10、作为优选的方案，所述步骤s3中所述的反应温度为80℃，反应时间为4h。

11、作为优选的方案，所述步骤s4中，所述洗涤的条件为采用去离子水和乙醇洗涤，所述干燥为真空干燥。

12、本发明提供的一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法通过优化反应时间和原料浓度，可以调整基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的微观形貌和尺寸，从而获得性能最佳的材料，大大提高富集糖肽的能力。

13、本发明要解决的其中一个技术问题是，提供一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料，以解决常规磁性纳米材料相对密度低的问题。

14、为了解决上述问题，本发明还公开了一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料，所述磁性纳米材料由所述制备方法制备获得。

15、本发明要解决的其中一个技术问题是，提供所述的基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料在质谱检测中的应用。

16、为了解决上述问题，本发明还公开了所述的基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的应用，所述应用包括所述磁性纳米材料在质谱检测中的应用，包括：将所述磁性纳米材料用于糖基化肽段选择性富集。

17、作为优选的方案，所述应用包括：将基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料分散到100μl含有糖基化肽、1％体积比三氟乙酸和90％体积比乙腈的离心管中，在37℃下富集1min；之后用1％体积比三氟乙酸和90％体积比乙腈的缓冲液充分洗涤，并磁性分离；然后用0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈的缓冲液洗脱1min，取1μl洗脱液点靶，进行maldi tof ms质谱分析。

18、本发明要解决的其中一个技术问题是，提供所述的基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料在血清外泌体分离中的应用。

19、为了解决上述问题，本发明还公开了一种所述的基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的应用，所述应用包括所述磁性纳米材料在血清外泌体分离中的应用，包括：将所述磁性纳米材料用于捕获分离外泌体。

20、作为优选的方案，所述应用包括：将基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料分散到100μl含有血清的离心管中，4℃富集1min，之后用pbs溶液充分洗涤；然后用20μl 0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈的缓冲液洗脱1min，得到的洗脱液，进行相关分析。

21、本发明制得的基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料在质谱检测和分离外泌体应用中操作简单、耗时短，检测结果准确、特异性好，具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，fe3o4、n,n-亚甲基双丙烯酰胺、1,2-环氧-5-己烯的质量比为1:0.67:(0.4-0.5)。

3.根据权利要求1所述的基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中，反应的温度为80℃，反应的时间为4h。

4.根据权利要求1所述的基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中所述环氧开环反应的温度为80℃，时间为4h。

5.根据权利要求1所述的基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s4中，所述洗涤的条件为采用去离子水和乙醇洗涤，所述干燥为真空干燥。

6.一种基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料，其特征在于：所述磁性纳米材料由权利要求1-5任一项制备方法制备获得。

7.一种如权利要求6所述的基于hilic策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的应用，其特征在于，所述应用包括所述磁性纳米材料在质谱检测中的应用，包括：将所述磁性纳米材料用于糖基化肽段选择性富集。

8.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述应用包括：将基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料分散到100μl含有糖基化肽、1％体积比三氟乙酸和90％体积比乙腈的离心管中，在37℃下富集1min；之后用1％体积比三氟乙酸和90％体积比乙腈的缓冲液充分洗涤，并磁性分离；然后用0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈的缓冲液洗脱1min，取1μl洗脱液点靶，进行maldi tof ms质谱分析。

9.一种如权利要求6所述的基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的应用，其特征在于，所述应用包括所述磁性纳米材料在血清外泌体分离中的应用，包括：将所述磁性纳米材料用于捕获分离外泌体。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，所述应用包括：将基于hilic策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料分散到100μl含有血清的离心管中，4℃富集1min，之后用pbs溶液充分洗涤；然后用20μl 0.1％体积比三氟乙酸和30％体积比乙腈的缓冲液洗脱1min，得到的洗脱液，进行相关分析。

技术总结
本发明提供了一种基于HILIC策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料的制备方法，包括以下步骤：S1：通过热溶剂法制备得到Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;；S2：以N,N‑亚甲基双丙烯酰胺和1,2‑环氧‑5‑己烯作为配体，聚合在所述步骤S1所得的Fe<subgt;3</subgt;O<subgt;4</subgt;表面；S3：通过环氧开环反应将2‑氨基嘌呤接枝在步骤S2所得产物表面；S4：将步骤S3制备所得的产物洗涤，并干燥后制得基于HILIC策略的亲水聚合物包覆的磁性纳米材料。本发明还包括该磁性纳米材料以及其在质谱检测以及血清外泌体分离中的应用，通过本发明制得的基于HILIC策略的新型亲水聚合物包覆的磁性纳米材料在质谱检测和分离外泌体应用中操作简单、耗时短，检测结果准确、特异性好，具有很好的应用前景。

技术研发人员：徐倩,闫迎华,柳春波,郭晓莉,王思蒙,王柏川
受保护的技术使用者：宁波大学附属第一医院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15