基于多种晶型的TiO2/Ti3C2Tx复合材料及其制备方法和在选择性富集磷酸化肽中的应用

本发明涉及新型生物材料，涉及ti3c2tx mxene衍生的不同晶型的tio2/ti3c2tx复合材料及其制备方法与在磷酸化肽选择性富集中的应用。

背景技术：

1、蛋白磷酸化是一种最常见的蛋白翻译后修饰方式。高效分离和选择性富集对磷酸化蛋白的精准鉴定及对磷酸化蛋白相关的生理学和病理学过程研究具有极其重要的科学意义；目前，磷酸化蛋白的富集主要利用亲和色谱法对消解后的磷酸化肽进行富集，其中应用最广的是利用基于tio2金属氧化物与磷酸化肽的磷酸基团间的螯合作用来特异性富集磷酸化肽；然而，传统的商用tio2材料由于比表面积有限、水分散性差以及团聚等问题，用于磷酸化肽富集应用中其富集效率有待进一步提高，且单一晶型的tio2不能实现对磷酸化肽的选择性富集。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是提供一种基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料在选择性富集分离磷酸化肽中的应用。本发明提供一种基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料制备方法，将该制备的多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料用于磷酸化肽的富集，从而实现对磷酸化肽的高效和选择性富集。

2、本发明为了解决上述技术问题，第一个目的是提供一种基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法，包括以下步骤：

3、(1)ti3c2tx层状材料制备：采用最低强度层剥离法制备ti3c2tx层状材料；

4、(2)多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备：将ti3c2tx层状材料加入到溶剂中，经过振荡、超声和搅拌处理后，再于4～200℃下，反应16小时～20天，得到锐钛矿型、金红石型以及锐钛矿型与金红石混合晶型的tio2/ti3c2tx复合材料。

5、采用上述技术方案的有益效果是：本发明以二维片层ti3c2tx为原料，利用ti3c2tx片表面自身丰富的ti源原位生长tio2纳米颗粒制备tio2/ti3c2tx复合材料；材料制备过程中未添加新的ti源，未使用有毒有害试剂，制备方法简单，绿色和低耗；本发明通过在特定的溶剂、时间和温度下可以获得具有不同形貌和晶型的tio2/ti3c2tx复合材料，为制备不同晶型的tio2/ti3c2tx复合材料提供了一种简单有效的合成方法，在吸附、光催化降解等领域具有应用前景。

6、在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

7、进一步，步骤(1)具体包括：

8、将ti3alc2固体粉末在搅拌条件下加入lif和hcl混合溶液中，在30～50℃下进行刻蚀反应18小时～24小时；反应结束后离心，产物用去离子水反复清洗，直至溶液的ph≥6；收集墨绿色的上层溶液，冻干后，得到二维片状的ti3c2tx层状材料。优选实施方式中，搅拌转速为300～500r/min。进一步的，产物用去离子水反复清洗并离心，直至溶液的ph≥6；最后，将离心所得产物重新分散到去离子水中，再次离心0.5～2小时，收集墨绿色的上层溶液；离心转速为2000～9000r/min。

9、进一步，步骤(2)中，所述溶剂为乙醇或去离子水，按照溶剂计量，所述每1ml溶剂中ti3c2tx层状材料的量为0.04～3mg。

10、进一步，步骤(2)中，将ti3c2tx层状材料加入到溶剂乙醇中，经过振荡、超声和搅拌处理后，再于120～200℃下，反应16～24小时，经乙醇和水洗涤后，得到锐钛矿型tio2/ti3c2tx复合材料；所述振荡和超声时间均为5～60min，搅拌处理的时间为1～3小时。

11、进一步，步骤(2)中，将ti3c2tx层状材料中加入到溶剂去离子水中，经过振荡、超声和搅拌处理后，再于180～200℃下，反应20～24小时，经乙醇和水洗涤后，得到锐钛矿型与金红石混合晶型的tio2/ti3c2tx复合材料；所述振荡和超声时间均为5～60min，搅拌处理的时间为1～3小时。

12、进一步，步骤(2)中，将ti3c2tx层状材料中加入溶剂去离子水中，经过振荡、超声和搅拌处理后，再于4～35℃反应18～22天，经乙醇和水洗涤后，得到金红石型tio2/ti3c2tx复合材料；所述振荡和超声时间均为5～60min，搅拌处理的时间为1～3小时。

13、第二个目的是提供一种基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法制备的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料。

14、第三个目的是提供基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料在选择性富集分离磷酸化肽中的应用。

15、采用上述方案的有益效果是：本发明将tio2/ti3c2tx复合材料应用于磷酸化肽的富集，由于ti3c2tx表面具有丰富的羟基等官能团可以通过氢键特异性富集磷酸化肽，而tio2对磷酸化肽具有高的亲和性，通过基于金属氧化物和基于氢键的亲和色谱法可以实现对磷酸化肽的高效富集，而不同晶型的tio2/ti3c2tx复合材料富集磷酸化肽的种类和数量有差异，源于不同晶面和晶体取向对磷酸化肽吸附性能的差异性，通过对ti3c2tx材料表面生长的tio2晶型调控，可以进一步调控复合材料对单磷酸化肽和多磷酸化肽的选择性富集，减少单磷酸化肽和多磷酸化肽之间的干扰，为研究不同磷酸化数量的磷酸化肽相关的疾病提供了可能。

16、基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料在选择性富集分离磷酸化肽中的应用，包括以下步骤:

17、(1)tio2/ti3c2tx复合材料对磷酸化肽的吸附：将所述基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料加入酶解后的蛋白溶液中，于室温下振荡富集30～60min达到吸附平衡后，通过反复多次的离心和缓冲液洗涤，得到吸附有磷酸化肽的tio2/ti3c2tx复合材料；

18、(2)对磷酸化肽的解吸附：将吸附有磷酸化肽的tio2/ti3c2tx复合材料加入洗脱液中，振荡20～60min，使磷酸化肽从tio2/ti3c2tx复合材料上释放下来。

19、进一步，步骤(1)中，将待富集蛋白溶解在nh4hco3溶液中，再加入胰蛋白酶，于37℃下振荡酶解16～18小时获得酶解后的蛋白溶液。

20、进一步，步骤(1)中的所述缓冲液为75％acn-h2o，2％tfa；步骤(2)中的所述洗脱液为5wt％nh3·h2o。

21、本发明的有益效果为：本发明充分利用ti3c2tx mxene材料组成和结构的优势，通过选择具有不同氧化还原电势的溶剂来改变氧化环境从而调控ti3c2tx mxene表面原位生长tio2的动力学过程，获得了ti3c2tx mxene衍生的具有不同晶型的tio2/ti3c2tx复合材料，将不同晶型的tio2/ti3c2tx复合材料用于磷酸化肽的富集，同时通过调控tio2/ti3c2tx复合材料中tio2的晶型也可以有效调控材料富集磷酸化肽的性能，进而大大提高了磷酸化肽的富集效率和选择性。

技术特征：

1.一种基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述溶剂为乙醇或去离子水，按照溶剂计量，所述每1ml溶剂中ti3c2tx层状材料的量为0.04～3mg。

4.根据权利要求3所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，将ti3c2tx层状材料加入到溶剂乙醇中，经过振荡、超声和搅拌处理后，再于120～200℃下，反应16～24小时，经乙醇和水洗涤后，得到锐钛矿型tio2/ti3c2tx复合材料；所述振荡和超声时间均为5～60min，搅拌处理的时间为1～3小时。

5.根据权利要求3所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，将ti3c2tx层状材料加入溶剂去离子水，经过振荡、超声和搅拌处理后，再于180～200℃下，反应20～24小时，经乙醇和水洗涤后，得到锐钛矿型与金红石混合晶型的tio2/ti3c2tx复合材料；所述振荡和超声时间均为5～60min，搅拌处理的时间为1～3小时。

6.根据权利要求3所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，将ti3c2tx层状材料加入溶剂去离子水，经过振荡、超声和搅拌处理后，再于4～35℃反应18～22天，经乙醇和水洗涤后，得到金红石型tio2/ti3c2tx复合材料；所述振荡和超声时间均为5～60min，搅拌处理的时间为1～3小时。

7.权利要求1～6任一项所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料的制备方法制备的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料。

8.权利要求7所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料在选择性富集分离磷酸化肽中的应用。

9.根据权利要求8所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料在选择性富集分离磷酸化肽中的应用，其特征在于，包括以下步骤:

10.根据权利要求9所述的基于多种晶型的tio2/ti3c2tx复合材料在选择性富集分离磷酸化肽中的应用，其特征在于，步骤(1)中，将待富集蛋白溶解在nh4hco3溶液中，再加入胰蛋白酶，于37℃下振荡酶解16～18小时，得到酶解后的蛋白溶液；

技术总结本发明涉及一种基于多种晶型的TiO<subgt;2</subgt;/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;复合材料及其制备方法和在选择性富集磷酸化肽中的应用，涉及新型生物材料和磷酸化肽富集技术领域。本发明TiO<subgt;2</subgt;/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;复合材料的制备方法，包括：(1)Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;层状材料制备，(2)多种晶型的TiO<subgt;2</subgt;/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;复合材料的制备，获得锐钛矿型、金红石型以及锐钛矿型与金红石混合晶型的TiO<subgt;2</subgt;/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;复合材料，并将不同晶型的TiO<subgt;2</subgt;/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;复合材料用于磷酸化肽的富集，同时通过调控TiO<subgt;2</subgt;/Ti<subgt;3</subgt;C<subgt;2</subgt;T<subgt;x</subgt;复合材料中TiO<subgt;2</subgt;的晶型也可以有效调控材料富集磷酸化肽的性能，进而大大提高了磷酸化肽的富集效率。技术研发人员：余凌竹,吴尧,蓝芳,刘毅诚受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/8/1