AAPBA@KCC-1的合成及其对血清中唾液酸和神经节苷脂的分析应用

AAPBA@KCC-1的合成及其对血清中唾液酸和神经节苷脂

的分析应用

田华君, 薛 芸, 陈巧梅, 王 彦*, 阎 超*

【摘 要】摘要：将3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)修饰在介孔二氧化硅KCC-1的表面,合成AAPBA@KCC-1材料,并通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、N2吸附解吸附测试和X射线光电子能谱对其进行表征;将AAPBA@KCC-1材料作为分散固相萃取(dSPE)的吸附剂,对血清样品中的唾液酸和神经节苷脂(GLS)进行提取和富集;采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法和超高效液相色谱-离子淌度-四极杆飞行时间质谱法分别对AAPBA@KCC-1材料吸附得到的唾液酸和神经节苷脂进行分析。结果表明,AAPBA@KCC-1材料能够有效吸附唾液酸和神经节苷脂,简化了样品前处理的操作,可以进一步应用于生物样品中唾液酸和神经节苷脂的研究。 【期刊名称】色谱

【年(卷),期】2017(035)005 【总页数】9

【关键词】分散固相萃取;介孔二氧化硅KCC-1;3-丙烯酰胺基苯硼酸;N-乙酰神经氨酸;唾液酸;神经节苷脂 研究论文

随着科学技术的发展，越来越多的无机多孔材料得以开发,并因其具有较大的比表面积和特殊的骨架结构,在吸附、催化、传感、光电磁及生物等领域展现出广阔的应用前景[1]。Polshettiwar等[2]在2010年首次提出了一种新型的放射状介孔二氧化硅微球(KCC-1),其具有沿着中心辐射方向排列的二氧化硅纤维或褶

皱,构成了放射状孔道,孔道的尺寸也由内向外逐渐增大。这一特殊的形态结构能够防止纳米纤维或褶皱重叠,因此具有比表面积高、孔体积大和内表面可接触的优点。研究者们对放射状介孔二氧化硅的研究逐渐增多,提出了不同的合成方法与合成机理,并将制备的材料应用于催化合成、生物医学、环境等领域[3]。但由于KCC-1材料的本质是二氧化硅微球,无机基质缺乏反应活性中心,应用上受到一定限制,因此需要对材料进行改性。目前,介孔材料的改性方法主要有引入不同类型的有机官能团、固载金属原子(离子)和杂原子取代无机骨架等[4]。其中引入有机官能团是最常用的改性方法,利用材料表面一定数量的硅羟基,通过嫁接法或共缩聚法进行化学改性,接枝有机官能团,拓展材料的应用范围。

唾液酸(sialic acid)是一类含有9个碳原子的酸性氨基糖,具有吡喃糖结构,在高等动物和微生物中已发现近50多种[5]。人体中最常见的唾液酸为5-乙酰氨基-3,5-二脱氧-D-甘油-D-半乳壬酮糖(俗称N-乙酰神经氨酸,Neu5Ac),其含量占唾液酸家族的99%以上,目前研究的唾液酸多指Neu5Ac。研究表明,在肿瘤或细胞恶性转化时,细胞膜合成的唾液酸增多,其脱落或分泌进入血液的量也同时增多,因此血清中唾液酸的变化在一定程度上可反应细胞的恶变、癌症转移及浸润等[6]。另外唾液酸是神经节苷脂(gangliosides, GLS)重要的结构组成部分,而GLS是一类神经鞘糖脂,由亲水的寡糖链(含唾液酸)和亲脂的神经酰胺组成,参与细胞膜组成、大脑神经发育等活动[7]。在肿瘤的形成过程中,肿瘤细胞表面原有GLS的种类和含量均会发生改变,所以血清神经节苷脂也能够作为潜在的疾病标志物在诊断治疗中起到关键作用[8]。杨铭等[9]通过酶联免疫吸附测定法(ELISA)检测正常人和肝癌患者血清中GLS的含量,结果发现,二者血清中GLS的含量存在显著性差异,说明可以用于肝癌诊断的初步筛选。但是血清成分复杂,唾液酸和

GLS(尤其是GLS),在血清中的含量极低,对其提取、检测十分困难。因此发展一种高效简单的吸附血清中唾液酸和神经节苷脂的方法十分必要。

硼酸亲和富集法是利用硼酸基团与化合物结构中顺式二羟基间的结合作用进行富集,不会引入其他干扰物质而影响后续研究[10],相较于凝集素亲和、肼化学方法等,具有可操作性强、不破坏糖基结构的优势[11]。刘丽婷等[12]采用硼酸功能化的介孔纳米材料,在非糖肽的干扰下选择性地吸附糖肽,为生物体内的糖肽研究奠定基础。苯硼酸与唾液酸结构中顺式二羟基有特异性亲和作用,具有吸附唾液酸和神经节苷脂的可能性。Zhang等[13]将生物素化的苯硼酸修饰在金纳米粒子表面,使其特异性识别癌细胞表面的唾液酸,用于癌细胞的检测。但目前尚未检索到利用苯硼酸吸附和提取血液中神经节苷脂的研究。

本文将3-丙烯酰胺基苯硼酸(AAPBA)修饰在KCC-1表面,合成具有硼亲和特性的AAPBA@KCC-1材料,并通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、N2吸附解吸附、X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对AAPBA@KCC-1材料的形貌、比表面积、孔径、表面元素等进行考察。将AAPBA@KCC-1材料作为分散固相萃取(dSPE)的吸附剂用于人血清样品的前处理,并采用傅里叶变换离子回旋共振质谱法(FT-MS)检测血清中的Neu5Ac;采用超高效液相色谱-离子淌度-四极杆飞行时间质谱法(UPLC-IMS-QTOF MS)检测血清中的GLS。

1 实验部分

1.1 仪器、试剂与材料

LC-10ADvp高效液相色谱仪(日本岛津公司); 7.0 T SolariX傅里叶变换离子回旋共振质谱仪,配有Bruker Compass DataAnalysis 4.2SR1数据处理系统(德国Bruker Daltonics公司); ACQUITYⅠClass超高效液相色谱-离子淌度-四极