论文摘要
随着纳米技术和材料科学的不断发展,纳米材料已成为一个新兴的交叉领域,受到科学家越来越多的关注。与传统的纳米颗粒材料相比,具有可控结构、形貌、孔径的多孔材料展示出了独特的性能。由于介孔材料具有孔径可调、孔容与比表面积较大等特点,因而在催化、吸附等方面具有广泛的应用,特别是在生物分子（蛋白质/肽段）富集方面取得了很大的进展。近年来,基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）在检测分析蛋白/肽段方而已成为了一种主要的技术。为提高检测的灵敏度,对低浓度目标分子的测前富集显得十分必要。目前,介孔二氧化硅材料在蛋白/肽段富集领域的应用研究已有较多的报道,而墙壁内具有规则有机基团分布的有序介孔有机硅材料（PMO）已被证明具有比纯硅更好的蛋白吸附能力,但利用PMO材料进行小分子肽段的吸附研究却很少。此外,材料的吸附性能与其结构参数（孔径、孔道对称性、形貌等）有关,PMO材料的结构参数对小分子肽段富集能力的影响,到目前为止还没有系统的研究报道。本论文以设计合成具有不同结构参数的PMO材料为基础,系统研究了孔道对称性、孔径尺寸对小分子肽段的富集能力,通过比较得到最适合肽段富集的孔道结构和最优孔径值,为PMO材料在蛋白组学中的实际应用打下了基础。本论文第一章首先回顾了纳米多孔材料,特别是有序介孔有机硅材料的制备合成及表征,随后讨论了纳米多孔材料的生物应用,主要集中在基于生物质谱的蛋白质组学研究,并在此背景下,阐述了本论文的选题意义和贯穿全文的基础概念和技术路线。在第二章中,我们以离子型表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为模板,以双（三乙氧基硅）乙烷（BTEE）为硅源,首次在氨水条件下通过调节全氟辛酸钠（PFONa）的加入量合成了一系列的具有不同孔道对称性的PMO材料。根据结果分析发现,当PFONa/CTAB的质量比（R）从0变到0.25时,材料的微观结构从立方变成了二维六方最后变成了多层囊泡。进而选取具有相似的相貌、比表面积、孔容及粒径,但不同孔道对称性（立方和六方）的两个样品研究结构对肽段吸附性能的影响。MALDI-TOF MS结果表明,两者都有很好的肽段富集能力,但具有立方结构的材料与具有二维六方对称性的材料相比,能吸附更多的小分子量的肽段,说明PMO的孔道结构对肽段的吸附性能有着很大的影响：具有三维笼状结构的材料比具有一维孔道的材料有更强的小分子量肽段的富集能力。该工作为肽段富集材料的结构选择提供了依据,在设计合成具有结构可控的PMO材料以提高肽段富集能力上亦具有重要意义。在第三章中,我们精细调变了PMO材料的孔径尺寸（2.6-7.3nm）,详细研究了孔径大小对标准肽段E7（分子量1120,序列为RAHYNIVTF）和具有相似分子量的表面活性剂Brij78（分子量为1151）的吸附及富集能力的影响,确定了富集具有特定尺寸肽段所需材料的最优孔径值。实验结果表明,用于Brij78分子富集的材料最优孔径值与E7一致。由于标准肽段价格昂贵,研究材料孔径对标准肽段富集能力较为困难,我们的结果表明可以利用表面活性剂分子做为模型来间接研究材料结构参数对肽段富集能力的影响,因而具有较大的理论研究价值和实际应用前景。