本文關鍵詞：基于介孔硅材料的樣品前處理方法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：介孔二氧化硅由于具備大比表面積、孔徑大小均一可調、易實現孔排列有序化、骨架穩(wěn)定可摻雜其他組分、表面易功能化修飾、形貌可控、熱穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性好、機械強度高等特征,是一種有著良好應用潛力的樣品前處理材料。通過功能化修飾可以衍生出種類豐富的介孔硅基材料。目前,介孔硅基材料在樣品前處理中已有廣泛應用,目標分析物包括了金屬離子、有機小分子化合物及生物大分子。然而,從已有報道看,介孔硅基材料在樣品前處理應用中操作模式的研究仍然較少。簡單化、快速化和微型化是樣品前處理的發(fā)展趨勢。因此,基于介孔硅基吸附材料,發(fā)展新型萃取操作模式很有必要。尋找合適的載體用于固載介孔硅基材料和制備新型介孔硅基材料是兩個突破口。本文圍繞新型介孔硅基材料的制備及簡單、快速、微型化的萃取操作模式的構建和應用展開了研究工作,具體包括以下幾方面：1.評述了介孔硅基材料的發(fā)展和現狀,著重介紹了介孔硅基材料的功能化修飾及其在樣品前處理中的應用領域和萃取操作模式。2.采用偽晶合成的新方法,成功制備了磁性介孔二氧化硅(Fe3O4@mSiO2),產物具有單分散性好、介孔排列有序和磁性強的特征。材料的磁分離能力使得萃取操作簡便快速。對比磁性無定型二氧化硅,Fe3O4@mSiO2的大比表面積使其對多肽具有更高的富集效率。同時,有序介孔的存在使Fe3O4@mSiO2具備了尺寸排阻作用,選擇性吸附多肽的同時排阻大分子量蛋白。3.合成了微米級有序介孔二氧化硅顆粒并將其固載于吸頭內壁制得固載介孔二氧化硅的功能化吸頭(mSiO2-Tip)。以In-Tip SPE的操作模式將mSiO2-Tip用于內源性多肽富集。整個萃取過程可以在2 min內完成。4.基于靜電紡絲的方法合成了有序介孔二氧化硅纖維(OMSF),并針對OMSF獨特的纖維特征構建了一種新型注射器固相萃取模式(In-Syringe SPE)。通過內源性多肽的萃取對方法進行了評價。整個萃取操作簡單、快速,無需任何電設備輔助,適用于現場取樣。5.以酸化的介孔二氧化硅纖維為萃取材料,構建了一種高通量的注射器分散固相萃取(In-Syringe dSPE)的新型操作模式,基于材料表面的親水性將其用于植物樣品中內源性細胞分裂素的萃取。得益于萃取過程的渦旋輔助分散以及二氧化硅纖維的亞微米尺寸,萃取平衡可以在1 min內達到。In-Syringe dSPE具有快速(整個萃取流程少于4 min)、高通量(36孔板同時處理)、操作簡便(無需離心)、成本低和溶劑消耗少等特點。對植物樣品中內源性細胞分裂素的分析結果表明該方法在處理少量樣品時具有靈敏度高和重現性好的特點。6.采用簡單的合成策略,成功制備了有序介孔碳-二氧化硅復合纖維(OMSCF),產物具有高含碳量、介孔排列高度有序、大比表面積和孔容等特點。結合In-Syringe dSPE萃取模式將OMSCF用于內源性多肽的快速富集。對萃取機理進行了研究,發(fā)現OMSCF與多肽存在離子交換和疏水雙作用力,在富集多肽時表現出優(yōu)于OMSF的萃取性能。通過多步解吸可對吸附的多肽進行預分段,有利于后續(xù)的質譜分析得到更豐富的多肽信號。
【關鍵詞】：介孔二氧化硅 介孔硅基材料 樣品前處理 萃取模式 內源性多肽 靜電紡絲
【學位授予單位】：武漢大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB383.4;TQ127.2
【目錄】：

• 論文創(chuàng)新點5-11
• 摘要11-13
• ABSTRACT13-16
• 第一章 緒論16-56
• 1.1 多孔材料簡介16-17
• 1.2 介孔硅基材料17-24
• 1.2.1 介孔二氧化硅的發(fā)展簡史17-18
• 1.2.2 介孔二氧化硅的分類及合成機理18-20
• 1.2.3 介孔二氧化硅的功能化修飾20-24
• 1.2.3.1 有機-無機雜化20-22
• 1.2.3.2 金屬/金屬氧化物引入22-23
• 1.2.3.3 其他修飾23-24
• 1.3 介孔硅基材料在樣品前處理中的應用24-33
• 1.3.1 重金屬離子富集24-26
• 1.3.2 有機物富集26-27
• 1.3.3 蛋白組學/多肽組學樣品前處理27-33
• 1.3.3.1 固定酶用于蛋白酶解27-28
• 1.3.3.2 內源性多肽的富集28-30
• 1.3.3.3 翻譯后修飾蛋白組學30-33
• 1.4 介孔硅基材料用于樣品前處理中的操作模式33-38
• 1.4.1 分散固相萃取33
• 1.4.2 磁固相萃取33-34
• 1.4.3 固相微萃取(SPME)34-36
• 1.4.4 其他操作模式36-38
• 1.5 論文選題依據、意義及研究內容38-40
• 參考文獻40-56
• 第二章 磁性有序介孔二氧化硅的制備及其在內源性多肽富集中的應用56-74
• 2.1 前言56-57
• 2.2 實驗部分57-60
• 2.2.1 試劑57
• 2.2.2 磁性有序介孔二氧化硅的制備57-58
• 2.2.3 材料表征58-59
• 2.2.4 多肽樣品的制備59
• 2.2.5 多肽富集過程59
• 2.2.6 MALDI-TOF MS分析59-60
• 2.3 結果與討論60-69
• 2.3.1 Fe_3O_4@mSiO_2的合成及表征60-63
• 2.3.2 多肽富集效率的考察63-65
• 2.3.3 尺寸排阻的考察65-67
• 2.3.4 除鹽效果的考察67-68
• 2.3.5 血漿中內源性多肽富集68-69
• 2.4 小結69
• 參考文獻69-74
• 第三章 固載介孔二氧化硅吸頭的制備及其在內源性多肽富集中的應用74-90
• 3.1 前言74-75
• 3.2 實驗部分75-78
• 3.2.1 試劑75
• 3.2.2 多肽樣品的制備75-76
• 3.2.3 介孔二氧化硅微球的制備76
• 3.2.4 固載mSiO_2的功能化吸頭(mSiO_2-Tip)制備76-77
• 3.2.5 材料表征77
• 3.2.6 mSiO_2對多肽的萃取機理考察77
• 3.2.7 mSiO_2-Tip對多肽的富集過程77-78
• 3.2.8 MALDI-TOF MS分析78
• 3.3 結果與討論78-86
• 3.3.1 mSiO_2-Tip的表征78-79
• 3.3.2 mSiO_2萃取多肽的機理79
• 3.3.3 mSiO_2-Tip的多肽富集性能79-86
• 3.4 小結86
• 參考文獻86-90
• 第四章 有序介孔二氧化硅纖維的制備及其在注射器固相萃取模式中的應用90-106
• 4.1 前言90-92
• 4.1.1 靜電紡絲技術簡介90-91
• 4.1.2 本章背景介紹91-92
• 4.2 實驗部分92-96
• 4.2.1 試劑92
• 4.2.2 有序介孔二氧化硅纖維(OMSF)的制備92-93
• 4.2.3 材料表征93
• 4.2.4 多肽樣品的制備93-94
• 4.2.5 注射器固相萃取裝置的構建94
• 4.2.6 注射器固相萃取模式(In-Syringe SPE)富集多肽94-95
• 4.2.7 磁性介孔二氧化硅和商品化Zip-Tip C18的萃取實驗95
• 4.2.8 MALDI-TOF MS分析95-96
• 4.3 結果與討論96-102
• 4.3.1 有序介孔二氧化硅纖維的合成與表征96-97
• 4.3.2 In-Syringe SPE富集多肽97-101
• 4.3.3 血漿中內源性多肽富集101-102
• 4.4 小結102-103
• 參考文獻103-106
• 第五章 基于介孔二氧化硅纖維的注射器分散固相萃取模式的構建及應用106-120
• 5.1 前言106-107
• 5.2 實驗部分107-110
• 5.2.1 試劑107
• 5.2.2 二氧化硅纖維的合成107
• 5.2.3 材料表征107-108
• 5.2.4 注射器分散固相萃取裝置的制備108
• 5.2.5 植物材料108
• 5.2.6 樣品前處理步驟108-109
• 5.2.7 UPLC-MS/MS分析109-110
• 5.3 結果與討論110-115
• 5.3.1 材料表征110
• 5.3.2 注射器分散固相萃取模式(In-Syringe dSPE)110-111
• 5.3.3 細胞分裂素萃取條件的優(yōu)化111-113
• 5.3.3.1 材料用量111-112
• 5.3.3.2 萃取時間112
• 5.3.3.3 解吸溶劑112
• 5.3.3.4 解吸時間112-113
• 5.3.4 批次間重現性和回收率113-114
• 5.3.5 方法學考察114-115
• 5.3.5.1 工作曲線和檢出限114
• 5.3.5.2 方法的精密度和準確性114-115
• 5.3.6 實際樣品分析115
• 5.4 小結115-116
• 參考文獻116-120
• 第六章 有序介孔碳-二氧化硅復合纖維的制備及其在內源性多肽萃取及預分段中的應用120-140
• 6.1 前言120-121
• 6.2 實驗部分121-124
• 6.2.1 試劑121-122
• 6.2.2 有序介孔碳-二氧化硅復合纖維(OMSCF)的制備122
• 6.2.3 材料表征122-123
• 6.2.4 注射器分散固相萃取裝置(In-Syringe dSPE)的制備123
• 6.2.5 多肽樣品的制備123
• 6.2.6 多肽萃取實驗123-124
• 6.2.7 MALDI-TOF MS分析124
• 6.2.8 RPLC-ESI-MS/MS分析124
• 6.3 結果與討論124-136
• 6.3.1 OMSCF的合成及表征124-128
• 6.3.2 OMSCF萃取內源性多肽128-136
• 6.3.2.1 多肽萃取機理及性能128-132
• 6.3.2.2 尺寸排阻效果132-134
• 6.3.2.3 血清中內源性多肽的富集134-136
• 6.4 小結136-137
• 參考文獻137-140
• 第七章 總結與展望140-142
• 作者在攻讀博士學位期間已發(fā)表的論文142-144
• 致謝144-145

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本文編號：259042