[發(fā)明專利]ZrO2/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)及其在磷酸肽捕捉、富集和分離中的應(yīng)用

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110276252.3
• 申請(qǐng)日: 2011-09-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102351942A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高峰;陸輕銥;龐歡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號(hào): C07K1/14
• 分類號(hào): C07K1/14
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，特別涉及一種具有梭形ZrO₂負(fù)載在氧化石墨烯上的復(fù)合納米結(jié)構(gòu)，及其在磷酸肽富集、捕捉和分離中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

蛋白質(zhì)磷酸化被認(rèn)為在許多細(xì)胞進(jìn)程例如信號(hào)傳遞、細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂以及新陳代謝中扮演著關(guān)鍵作用，蛋白質(zhì)磷酸化位點(diǎn)的確定是分析了解生物系統(tǒng)調(diào)控的一個(gè)基本步驟。然而當(dāng)前利用質(zhì)譜對(duì)蛋白質(zhì)磷酸化位點(diǎn)的測(cè)定仍然受到磷酸肽低豐度的影響，因此從復(fù)雜的多肽混合物中分離和富集磷酸肽是十分必要的。石墨烯是由單層sp2碳原子組成的六方蜂巢狀二維結(jié)構(gòu)，由于其特殊的結(jié)構(gòu)，具有一系列優(yōu)異的性質(zhì)。目前應(yīng)用較多的石墨烯衍生物主要是功能化的氧化石墨烯。氧化石墨烯含有大量的含氧活性基團(tuán)，如羰基、羧基、羥基與環(huán)氧基等，具有良好的生物相容性和水溶液穩(wěn)定性，并且可以進(jìn)行化學(xué)功能化修飾，因此在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有很強(qiáng)的應(yīng)用前景，可以用于生物元件、微生物檢測(cè)、疾病診斷和藥物輸運(yùn)系統(tǒng)等方面。納米材料具有特殊的物理、化學(xué)性質(zhì)，在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域正在吸引越來(lái)越多的關(guān)注。開(kāi)發(fā)新的復(fù)合方法，將石墨烯和納米材料有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，充分利用兩者的優(yōu)點(diǎn)，將有可能帶來(lái)更加新穎的性質(zhì)和更為廣泛的應(yīng)用，對(duì)納米生物器件的深入探索和應(yīng)用開(kāi)發(fā)具有重要作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種ZrO₂和氧化石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的進(jìn)一步目的是提供一種梭形ZrO₂與氧化石墨烯復(fù)合生長(zhǎng)的的溫和有效的方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是將上述ZrO₂/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)，用于磷酸肽的富集和分離。

本發(fā)明還有一個(gè)目的就是利用所述ZrO₂/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)對(duì)磷酸肽很好的捕捉能力，提供一種具有更好效果的磷酸肽的富集、捕捉和分離的方法。

本發(fā)明中的ZrO₂/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)，按如下方法制備：

a)將Zr(NO₃)₄·5H₂O與和氧化石墨烯溶液在NaOH水溶液中混合，Zr(NO₃)₄·5H₂O與氧化石墨烯的質(zhì)量比在0.4-80之間；

b)將上述混合溶液倒入高壓釜中，關(guān)閉高壓釜，于攝氏160-230度保持12-48小時(shí)，然后冷卻到室溫，收集固體產(chǎn)物，洗滌后干燥，該固體產(chǎn)物即為本發(fā)明中的ZrO₂/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用Zr(NO₃)₄·5H₂O和NaOH為反應(yīng)物，利用氧化石墨烯的導(dǎo)向作用，高產(chǎn)率地合成了梭形ZrO₂與氧化石墨烯的復(fù)合結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)參數(shù)(例如：濃度、摩爾比、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間等)在一定范圍內(nèi)變化都不會(huì)改變產(chǎn)物的形貌和結(jié)構(gòu)，但是會(huì)在一定程度上影響梭形ZrO₂的尺寸、軸比、晶化度以及梭形ZrO₂在石墨烯上的負(fù)載量。圖1為質(zhì)量比為16地Zr(NO₃)₄·5H₂O與氧化石墨烯在10mL10mol·L^-1NaOH水溶液中混合，在水熱條件下200℃反應(yīng)24小時(shí)所得產(chǎn)物的X射線衍射(XRD)圖譜。從圖1中我們可以看出所得的產(chǎn)物具有氧化石墨烯和ZrO₂兩種物質(zhì)的特征XRD衍射峰，其中在十度左右的為石墨烯的衍射峰，剩余的為ZrO₂的衍射峰，說(shuō)明產(chǎn)物中兩種物質(zhì)的存在。圖2a為質(zhì)量比為16的Zr(NO₃)₄·5H₂O與氧化石墨烯在10mL10mol·L^-1NaOH水溶液中混合，在水熱條件下200℃反應(yīng)24小時(shí)所得產(chǎn)物的掃描電鏡(SEM)照片，從圖中可以看出，氧化鋯納米顆粒均勻地分散在一層石墨烯的表面，呈梭狀，其長(zhǎng)度在150-200nm。圖2b-c為所得ZrO₂/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)的透射電鏡(TEM)照片，同樣可以看出，具有梭狀結(jié)構(gòu)的氧化鋯納米顆粒有效地分散在石墨烯片狀結(jié)構(gòu)的表面上。圖2d選取電子衍射(SAED)圖譜和圖2e，f的高分辨透射電鏡(HRTEM)照片說(shuō)明了在石墨烯片上的梭形ZrO₂納米顆粒具有[001]優(yōu)先生長(zhǎng)方向。由上述結(jié)果可以看到氧化石墨烯成功導(dǎo)向了氧化鋯梭狀納米結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)，獲得了梭形ZrO₂/石墨烯復(fù)合結(jié)構(gòu)。