Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Framställning av mycket porösa samordningspolymerbeläggningar på Makroporösa polymermonoliter för Enhanced Anrikning av fosfopeptider

Published: July 14, 2015 doi: 10.3791/52926

Introduction

Porösa samordnings polymerer (PCP) är koordinationsföreningar baserade på centra metall kopplade genom organiska ligander med upprepande samordnings enheter som sträcker sig i en, två eller tre dimensioner, som kan vara amorf eller kristallin 1-3. Under de senaste åren, har denna klass av porösa material rönt stor uppmärksamhet på grund av deras höga porositet, bred kemisk avstämbarhet och deras stabilitet. PCP har undersökts för en rad tillämpningar, inklusive gaslagring, gas separation, och katalys 3-6, och helt nyligen, har de första analytiska tillämpningar av PCP beskrivits 7.

På grund av deras förbättrade kemiska funktionalitet och hög porositet PCP har riktat för sin enorma potential för förbättring av reningsprocesser och kromatografiska separationer, och ett antal rapporter om detta ämne har publicerats 7-13. Emellertid är för närvarande inte utförandet av PCP vid en equivalent nivå med befintliga kromatografiska material som kan på grund av snabb diffusion genom stora interpartikulära hålrum i packade bäddar av dessa fasta ämnen på grund av deras typiskt oregelbundet formade morfologier av sina partiklar eller kristaller. Detta oregelbundet fördelade packning leder till en lägre än väntat prestanda, samt hög kolonn mottryck och oönskade toppform morfologier 14,15.

För att lösa problemet med snabb diffusion genom de interpartikel hålrum och samtidigt förbättra prestanda för PCP för analytiska tillämpningar, utveckling av ett hybridmaterial baserat på en makroporös polymer monolit 16 som innehåller PCP på ytan av makroporerna skulle vara önskvärt. Polymermonoliter är fristående, ett stycke material som kan motstå konvektivt flöde genom sina porer, vilket gör dem till en av de mest effektiva alternativ till Bead förpackningar och har framgångsrikt kommersialiserats av flera c ompanies 17,18. Porösa polymermonoliter är vanligtvis baserade på polymerisation av en monomer och ett tvärbindningsmedel i närvaro av porogener, som typiskt är binära blandningar av organiska lösningsmedel. De erhållna monolitiska material har en microglobular struktur och en hög porositet och flödes permeabilitet.

En enkel metod för att förena dessa material för att framställa en polymer monolit innehållande en PCP är baserad på direkt tillsats av syntetiserad PCP i polymerisationsblandningen av monoliten. Detta tillvägagångssätt resulterat i PCP mestadels begravd i en polymerskelett, och inte vara aktiv för den fortsatta tillämpningen av det slutliga materialet 14,15. Är absolut nödvändigt En annan syntetisk metod för att, till exempel, utveckla enhetliga filmer av PCP, eller kristallina metal-organic frame (så kallade MOFs) där majoriteten av porerna som finns i kristallen är tillgängliga från makroporerna av polymermonoliten.

t "> Häri rapporterar vi ett enkelt protokoll för framställning av en metall-organisk polymer hybridmaterial (MOPH) bygger på en makroporös polymer stöd med lämpliga funktionella grupper för fastsättning av PCP, som lätt kan genomföras som en fristående enda -piece polymermonoliten i en kolonnformat med optimala egenskaper för genomflödesapplikationer. Polymersyntesproceduren följs av en enkel rumstempererad lösning baserade   metod att växa en PCP-beläggning på den inre ytan av porerna hos monoliten 19 till 20. Som första exempel beskriver vi framställningen av ett järn (III) benzenetricarboxylate (FeBTC) Samordning polymerfilm inom ett makroporöst poly (styren-divinylbensen-metakrylsyra) monolit. Denna metod är effektiv för framställning av bulkpulver samt kapillärkolonner och beskrivna protokollet är lätt genomförbar för andra PCP. Som ett exempel på den potential som MOPHs som funktionella material för flödes through tillämpningar, tillämpade vi den utvecklade FeBTC MOPH som innehåller en tät beläggning av Fe (III) centrum för att berika fosfopeptider från spjälkade proteinblandningar som utnyttjar bindningsaffiniteten för fosfopeptider till Fe (III). Den utvecklade protokoll 21 består av tre huvuddelar: Framställning av makroporösa organisk polymer monolit stöd; tillväxt av PCP-beläggning på ytan av porerna i monoliten; ansökan om anrikning av fosfopeptider.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

OBS: Innan du börjar, kontrollera alla relevanta materialdatablad (MSDS). Flera av de kemikalier som används i de syntetiska och ansökningsförfarandet är giftiga. Följ alla lämpliga säkerhetsrutiner och använda lämplig skyddsutrustning (labbrock, full längd byxor, slutna tå skor, skyddsglasögon, handskar). Använd alla kryogeniska personlig skyddsutrustning vid hantering av flytande kväve för mätningarna kväveadsorption (isolerade handskar, ansiktsskydd).

1. Porös Polymer Monolith Framställning av Bulk och kapillärkolonn Format

  1. Bulk Polymer Monolith för karakterisering
    1. Rena styren, divinylbensen och metakrylsyra genom en kolonn av basisk aluminiumoxid, i syfte att avlägsna polymerisationsinhibitorer. Placera 10 g basisk aluminiumoxid i en 25 ml engångsplastspruta med en plugg av glasull packad i sprutspetsen. Percolate approximativt 10 ml av monomeren genom kolonnen.
    2. Fyll på med monomererna (50 mg styren, 100 mg divinylbensen och 50 mg metakrylsyra) och de porbildande medlen (300 mg toluen och 300 mg isooktan) i en 1 ml glasampull. Lägg initiatorn av polymerisationen, 4 mg 2,2'-azobisisobutyronitril (AIBN, 1% med avseende på monomererna).
    3. Homogenisera genom ultraljudsbehandling under 10 minuter. Avlägsna löst syre genom bubbling av kväve genom vätskan under 10 minuter. Täta flaskan lock med paraffinfilm och placera den i ett vattenbad vid 60 ° C under 6 h för att polymerisera blandningen.
    4. Svalna till rumstemperatur och bryta ampullen noggrant. Överför polymermonoliten i en extraktion cellulosafingerborg. Placera extraktionshylsa in i en Soxhlet-extraktion kammare och montera den till en rundbottnad kolv, som innehåller en volym av metanol, som är åtminstone tre gånger volymen av extraktionskammaren. Montera en kondensor till den övre delen av extraktionskammaren. Utför Soxhlet-extraktion genom kokning av metanolunder 16 timmar, vilket säkerställer fullständigt avlägsnande av de oreagerade monomererna och porbildande medel.
    5. Torka över natten i en vakuumugn vid 60 ° C. Bekräfta närvaron av karboxyl funktionella grupper för att fästa PCP medelst Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Mät ytan genom kväveadsorption porosimetri.
  2. Funktionalisering av Silica kapillärer för framställning av monolitiska kolumner
    1. Klipp 2 m från en polyimid-belagd 100 pm id kvarts kapillär. Anslut den till en glasspruta 0,25-0,50 ml och tvätta kapillär med aceton. Avlägsna aceton genom att skölja kapillären med vatten.
    2. För att aktivera den interna kiseldioxidbeläggningen av kapillären, använda en sprutpump för att strömma en 0,2 M vattenhaltig NaOH-lösning vid 0,25 | j, l / min under 30 minuter. Skölj med vatten till dess att utflödet är neutralt.
    3. Använd pH pappersremsor för att kontrollera utflödet pH. För att protonera silanolgrupperna hos kapillären, pumpa en 0,2 M aqueooss HCl-lösning genom kapillären vid 0,25 | j, l / min under 30 minuter. Skölj med vatten till dess att utflödet är neutralt. Skölj med etanol.
    4. Pumpa en 20% (vikt / vikt) etanol-lösning av 3- (trimetoxisilyl) propylmetakrylat (pH 5 justerades med ättiksyra) vid 0,25 | j, l / min under 1 h. I detta steg är kiseldioxiden kapillär funktionaliserad med vinylgrupper för att fästa polymermonoliten till kapillärens inre yta.
    5. Skölj med aceton, torka i en kvävgasström och låt stå i rumstemperatur över natten före användning. Skär kapillär i kortare bitar av längd 20 cm.
  3. Framställning av Monolitisk kapillärkolonner
    1. Förbered en identisk polymerisationsblandningen som för bulkpolymeren monolit (avsnitt 1.1) i en 1 ml glasflaska med en gummipropp. Lägg initiator 1% AIBN med avseende på monomerer. Homogenisera genom ultraljudsbehandling under 10 minuter.
    2. Rensa polymerisationsblandningen med kväve genom att koppla en icke-funktionaliserad kiseldioxid kapillärtill en kväveström.
      1. Sätt i kväveström kapillären genom gummiväggen av flaskan och doppa den i polymerisationsblandningen så att kvävet bubblar genom vätskan. Låt flaskan locket något lös för att undvika övertryck. Spolning under 10 minuter.
      2. Lyft kväveflödet kapillär från polymerisationsblandningen till huvudutrymmet i flaskan, och sluta tätt locket. Sätt i ett funktion kapillär genom septum i polymerisationsblandningen. Överskottet av tryck som alstras i kapillären genom kvävet sprutas in i gasutrymmet pumpar polymerisationsblandningen genom den funktionaliserade kapillären.
      3. Samla flera droppar polymerisationsblandningen från utflödet av kapillären för att säkerställa att den är helt fylld och stänger den med en gummimembran. Ta kapillären ur flaskan mycket noggrant och stänga inloppet av kapillären med ett gummiseptum.
    3. Polymerisera blandningenratur som finns i kapillären i ett vattenbad vid 60 ° C under 6 h. Svalna vid rumstemperatur och skär några millimeter av båda ändar av kapillären. Avlägsnande av oreagerade monomerer och porbildande medel genom att spola kolonnen med acetonitril med användning av en HPLC-pump vid 3 | j, l / min under 30 minuter. Kontrollera mottryck av kapillärkolonnen.

2. Tillväxten av järn-benzenetrycarboxylate (FeBTC) PCP

  1. Tillväxten i FeBTC MOPH på en bulkpolymer Monolith för karakterisering
    1. Mal den tidigare torkade monoliten med användning av en mortel och mortelstöt.
    2. Doppa 100 mg av monolit pulver i 5 ml av 2 mM FeCl3 · 6H 2 O i etanol under 15 min. Vakuumfilter med användning av ett nylonfilter (0,22 | im) och tvätta pulvret med etanol. Doppa monolit pulver i 5 ml av 2 mM 1,3,5-bensentrikarboxylsyra (BTC) i etanol under 15 min. Vakuumfilter med användning av ett nylonfilter (0,22 | im) och tvätta pulvret med etanol.
    3. Upprepa steg nummer två såsom önskas. Tillväxten av den slutliga metallorganiska beläggning kommer att definieras av antalet tillämpade cykler. Typiskt är mellan 10 och 30 cykler utförs. Bekräfta förekomsten av nya porer genom kväveadsorption porosimetri. Mäta mängden ytterligare metallställen genom termogravimetrisk analys (TGA).
  2. Tillväxt av FeBTC MOPH på en kapillär monolitisk kolonn för anrikning av fosfopeptider
    1. Med användning av en sprutpump. Spola kapillär monolit med 2 mM FeCl3 · 6H 2 O i etanol i 15 minuter vid 2 pl / min. Tvätta med etanol under 15 min vid 2 ul / min. Spola kapillär monolit med en 2 mM BTC i etanol i 15 min vid 2 ul / min. Tvätta med etanol under 15 min vid 2 ul / min.
    2. Upprepa steg 1 om så önskas. Tillväxten av den slutliga metallorganiska beläggning kommer att definieras av antalet cykler utförs.

3. Proteindigerering och Enrichment av fosfopeptider

  1. Proteindigerering
    1. Lös 0,5 ml fettfri mjölk i 1 ml vatten och dela upp den i 200 pl fraktioner.
    2. För proteinspjälkning lägga 160 pl 1 M ammoniumbikarbonat och 50 | il 45 mM ditiotreitol till varje fraktion, för att klyva disulfidbindningama. Inkubera vid 50 ° C i en Thermomixer under 15 minuter.
    3. Tillsätt stegvis 50 pl av en vattenhaltig lösning av jodacetamid 100 mM, medan lösningen kyldes ned till rumstemperatur. Jodacetamid förhindrar bildningen av nya disulfidbindningar.
    4. Inkubera i mörker under 15 minuter vid rumstemperatur. Tillsätt 1 ml avjoniserat vatten. Lägg 2 ^ g trypsin och smälta proteiner i en Thermomixer vid 37 ° C under 14 h.
    5. Avsluta spjälkning av surgöring med 10 pl av 1% trifluorättiksyra och placera den i Thermomixer under 5 min vid rumstemperatur. Förvara de digere proteiner vid -20 ° C.
  2. Anrikning av fosfopeptider med användning av en kapillär MOPH kolonn.
    1. Spola kolonnen med 100 ul av en 4: 1 blandning av acetonitril innehållande en 0,1% trifluorättiksyra under 10 min vid en flödeshastighet på 1 | il / minut. Pumpa proteinspjälkning genom kolonnen vid 2 | j, l / min under 30 minuter.
    2. Tvätta ur de icke-fosforylerade peptidema igen med en 4: 1 blandning av acetonitril innehållande en 0,1% trifluorättiksyra under 10 min vid en flödeshastighet på 1 | il / minut. Tvätta med vatten i 10 min vid en flödeshastighet på 1 | il / minut.
    3. Eluera fosfopeptider med användning av en 250 mM pH 7 fosfatbuffertlösning pumpas vid ett pl / min i 15 min. Samla eluenten i en flaska och avsalta lösningen med hjälp av ett standardprotokoll 19. Bered en 2 mg / ml 2,5-dihydroxibensoesyra att använda det som matris för matris-assisterad laserdesorption / jonisering time-of-flight-masspektrometri (MALDI-TOF-MS). Drawn 2 pl av 2,5-dihydroxibensoesyra i spetsen för att eluera phosphopeptides och upptäcka dem direkt på MALDI plattan.
    4. Analysera fläckarna genom MALDI-TOF-MS och regenerera kolonnen genom att spola noggrant med vatten och därefter metanol.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

En schematisk illustration av PCP tillväxt på porytan av den organiska polymermonoliten visas i figur 1. I denna figur vi illustrerar den initiala Fe (III) atomer kvarhålles på porytan av den ursprungliga polymermonoliten koordinerad till karboxyl funktionella grupper . Användning av det protokoll som beskrivs häri ytterligare organisk ligand och Fe (III) joner sättes till ytan, forma ett poröst nätverk samordning inom polymermonoliten. Figur 1 visar också schematiskt användningen av det beredda kapillär MOPH kolonn såsom genomströmnings stöd för anrikning av phosphopeptides. Ytarean och mätningar porfördelning, en svepelektronmikroskopbild (SEM) var FT-IR och TGA samlas in för de preparerade material (Figur 2). Dessa karakteriseringsexperiment värdefull information om uppkomsten av nya porer efter tillväxten av FeBTC PCP (Figur 2A). Morphology av materialet efter modifiering med FeBTC PCP visas i figur 2B. Baserat på kristallografisk simulering, är tjockleken av varje individuellt MOF skikt uppskattas till 3 och 5 A, beroende på orienteringen av den växande kristallen. FT-IR-spektra visar förekomst av funktionella grupper i den syntetiserade polymermonoliten och dess modifierade motsvarigheter med olika antal FeBTC cykler (Figur 2C). TGA visar den termiska stabiliteten och en ökning av metallställen (Figur 2D) erhålls efter modifiering av den ursprungliga polymermonoliten. Återstoden vid 600 ° C är α-Fe 2 O 3, vilket bekräftas av pulverröntgen-diffraktion. Närvaron av järn i kapillärkolonnen formatet detekteras av energidispersiv röntgenspektroskopi 21 Fig. 3 visar ett exempel på en verklig prov tillämpning av den utvecklade MOPH material för anrikning av fosfopeptider frånen nedbrytning av fettfri mjölk.

Figur 1
Figur 1:. Scheme (A) Bild som visar de viktigaste stegen för framställning av en MOPH kapillärkolonn för utvinning av fosfopeptider. (B) Illustration av förfarandet för utvinning av fosfopeptider använda förberedda MOPH kolumnen.

Figur 2
Figur 2: Bulk FeBTC MOPH karakterisering resultat (A) porstorleksfördelning och kväve adsorptionsisotermer av den ursprungliga organisk polymer monolit och MOPH efter 30 samordningscykler.. (B) SEM-bild av MOPH efter 30 samordnings cykler. (C) FT-IR-spektra för den ursprungliga polymeren monoliten och MOPH efter 10, 20 och 30 samordningscykler. (D) TGA av den ursprungliga polymermonoliten efter en enda tvätt med den metalliska prekursorlösningen, och efter 10, 20 och 30 samordningscykler. (Anpassad från ref. 21 med tillstånd från John Wiley & Sons.)

Figur 3
Figur 3: Anrikning av fosfopeptider från mjölk med användning av en kapillär FeBTC MOPH kolonn MALDI-TOF-MS-spektra av en digereprov fettfri mjölk före och efter berikning med användning av en MOPH kapillärkolonn efter 10 FeBTC samordnings cykler.. MS toppar till följd av fosfopeptider anges med asterisker, medan defosforylerade fragmenten indikeras med hashar. Fosfopeptider delades med hjälp av litteraturreferenser 23-27. (Utdrag ur ref. 21 med tillstånd från John Wiley & Sons.)

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Den ursprungliga polymermonoliten innehåller karboxyl funktionella grupper med förmåga att binda till metaller. Samordna de initiala metall platser på det ursprungliga materialet, har vi möjlighet att växa en PCP beläggning (Figur 1A), som innehåller ett antal ytterligare metallsajter forma en mikroporös nätverk. Detta gör de presenterade MOPH material attraktiva för utvinning eller reningsförfaranden där metallarter är inblandade, såsom immobiliserade metalljoner affinitetskromatografi (IMAC) teknik. Det allmänna förfarandet med användning av en kapillärkolonn för anrikning av fosfopeptider visas i figur 1B.

Framställningen av bulkpulver monoliterna möjliggjorde karakterisering av den ursprungliga monolitiska material och dess modifierade motsvarigheter. Vi mätte N 2 upptags isotermerna vid 77 K (fig 2A), vilket visar att efter 30 PCP cykler N 2 upptagning vid lågt P / Po till stor delökade, vilket indikerar närvaron av nya mikroporer i materialet. Ytan på de ursprungliga monolitiska ökar nästan fyra gånger, från 106 m 2 / g till 389 m 2 / g. Bara utför ett litet antal cykler (10 PCP cykler) en ökning av porositeten hos materialet till en ytarea av 156 m 2 / g uppmättes. Framställningen av porösa material med hjälp av detaljerad strategi är inte bara begränsat till Fe-baserade PCP. Substituera Fe av Cu, var bara 10 cykler av den erhållna CuBTC beläggningen behövs för att öka ytarean hos MOPH från 106 m 2 / g till 219 m 2 / g. De nya porer som föreligger i det modifierade materialet har en diameter som är mindre än 3 nm, såsom visas i porstorleksfördelningen (Figur 2A). Fördelningen av PCP-beläggning på ytan av polymermonoliten undersöktes med användning av SEM. Figur 2B visar en monolit efter 30 PCP cykler, som består av en porös struktur baserad på en mikrovolymar nätverk, vilket bibehåller den ursprungliga morfologi av den ursprungliga polymermonoliten. De stora meso- och makroporer förbli intakt efter modifiering upprätthålla de utmärkta flödesegenskaperna hos den organiska polymeren monoliten. Använda FT-IR vi bekräftade det ursprungliga införlivandet av karboxylsyror funktionella grupper (band vid 1707 cm -1) för fastsättning av FeBTC PCP, samt övervaka tillväxten av beläggningen av ökningen av banden 1382, 1449, 1627 och 3.400 cm - 1 (Figur 2C). Performing TGA mätte vi ökningen av mängden Fe (III) i materialet (figur 2D). Använda pulver röntgendiffraktion bekräftade vi att TGA-resten vid 600 ° C är α-Fe 2 O 3, och baserat på massan av återstoden, beräknar vi mass-% Fe på den ursprungliga polymermonoliten och MOPHs. Som ett vägledande exempel, är den initiala% Fe på den ursprungliga monoliten 1,1%, och detta värde ökade till en 10,5% enfter 30 PCP cykler.

Framställningen av MOPHs är lätt att anpassa till en kapillärkolonn format för utveckling av flödet genom applikationer. I detta fall, det beredda MOPH innehållande en hög förekomst av Fe (III) positioner på ytan av porerna är det en utmärkt kandidater för IMAC-anrikning av låga rikliga fosfopeptider. En successiv ökning av prestanda hos materialet observeras när den ursprungliga stöd med immobiliserade Fe (III), jämförs med en analog stöd efter 5 eller 10 PCP cykler 21. Det kritiska steget i framställningen av en MOPH kapillärkolonn är att se till att antalet cykler av FeBTC samordnings polymeren är lämplig för den fortsatta tillämpningen av MOPH kolumnen. Som ett exempel, Figur 3 visar det resultat som erhållits för anrikning av fosfopeptider från diger kommersiell fettfri mjölk, med användning av en MOPH kapillärkolonn. I det här exemplet, en MOPH Pelare efter 10 FeBTC cykler uppvisade enanmärkningsvärd selektivitet för fosfopeptider. Genom direkt analys av provet utan berikning, är ingen av de låga rikliga fosfopeptider upptäcks. Efter berika samma prov med hjälp av den utvecklade MOPH material, 12 olika fosfopeptider selektivt extraheras möjliggör deras tillfredsställande upptäckt. Kapaciteten hos en kapillärkolonn modifierad med 30 FeBTC cykler är 3,25 fimol ATP / ml, vilket är bättre än kommersiellt tillgängliga järnaffinitets geler baserade på nitriloacetic syra 28. Den utvecklade Fe-baserade MOPH kan vara potentiellt genomförbart för utvinning av andra organiska fosforföreningar, såsom organiska fosfor bekämpningsmedel och nervmedel. Den selektivitet MOPH mot anrikning av biomolekyler kan ställas in genom att välja en metall med olika bindningsegenskaper för framställning av samordningen polymeren.

Vi har visat ett enkelt förfarande för tillväxt av mycket porösa PCP beläggningar i en porös polymer monolit, somär det första exemplet på en genomströmnings bärare innehållande en funktionell PCP likformigt belägga polymermakroporer. De erhållna MOPHs vinna begränsningen av diffusionstransport masstransport associerad med flödet genom interpartikel hålrum, liksom penetrering in i de små porerna i porösa fasta ämnen när de förpackas i ett kolonnformat eller är inbäddade i porösa polymerer. Vi visade användbarheten av dessa material för anrikning av fosfopeptider av IMAC. Förfarandet rapporteras här kan implementeras med användning av ett flertal PCP och liknande material. Den största begränsningen i tekniken är det arbetskrävande manuell beredning av beläggningen. Dock aktuell forskning av författarna inriktade mot automatisering av denna metod med hjälp av datorstyrda flödesteknik.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Polyimide-coated capillaries Polymicro Technologies TSP100375 100 μm i.d.
3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate, 98% Sigma-Aldrich 440159
Styrene, 99% Sigma-Aldrich W323306 Technical grade
Divinylbenzene, 80% Sigma-Aldrich 414565
Methacrylic acid, 98% Mallinckrodt MK150659
Toluene, ≥99.5% EMD chemicals MTX0735-6
Isooctane, ≥99.5% Sigma-Aldrich 650439
2,2'-azobisisobutyronitrile, 98% Sigma-Aldrich 441090
Aluminium oxide (basic alumina) Sigma-Aldrich 199443
Iron (III) chloride hexahydrate, 97% Sigma-Aldrich 236489
1,3,5-benzenetrycarboxylic acid, 95% Sigma-Aldrich 482749
Acetonitrile, ≥99.5% Sigma-Aldrich 360457
Ammonium bicarbonate, ≥99.5% Sigma-Aldrich 9830
Trifluoroacetic acid, ≥99% Sigma-Aldrich 302031
Ethanol, ≥99.8% Sigma-Aldrich 2854
Iodoacetamide, ≥99% Sigma-Aldrich I1149
Dithiothreitol, ≥99% Sigma-Aldrich 43819
Monobasic sodium phosphate dihydrate, ≥99% Sigma-Aldrich 71505
Dibasic sodium phosphate dihydrate, ≥99% Sigma-Aldrich 71643
Phosphoric acid, ≥85% Sigma-Aldrich 438081
2,5-dihydroxybenzoic acid, ≥99% Sigma-Aldrich 85707
Trypsin Sigma-Aldrich T8003 Bovine pancreas
β-casein Sigma-Aldrich C6905 Bovine milk
ZipTip pipette tips Merck Millipore ZTC18S096 C18 resin

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Li, H., Eddaoudi, M., O’Keeffe, M., Yaghi, O. M. Design and synthesis of an exceptionally stable and highly porous metal-organic framework. Nature. 402, 276-279 (1999).
  2. Kitagawa, S., Kitaura, R., Noro, S. i Functional porous coordination polymers. Angew. Chem. Int. Ed. 43, 2334-2375 (2004).
  3. Furukawa, H., Cordova, K. E., O’Keeffe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks. Science. 341, 974 (2013).
  4. Ma, S., Zhou, H. C. Gas storage in porous metal-organic frameworks for clean energy applications. Chem. Commun. 46, 44-53 (2010).
  5. Li, J. R., Sculley, J., Zhou, H. C. Metal-organic frameworks for separations. Chem. Rev. 112, 869-932 (2012).
  6. Lee, J., Farha, O. K., Roberts, J., Scheidt, K. A., Nguyen, S. T., Hupp, J. T. Metal-organic framework materials as catalysts. Chem. Soc. Rev. 38, 1450-1459 (2009).
  7. Gu, Z. Y., Yang, C. X., Chang, N., Yan, X. P. Metal-organic frameworks for analytical chemistry: From sample collection to chromatographic separation. Acc. Chem. Res. 45, 734-745 (2012).
  8. Ahmad, R., Wong-Foy, A. G., Matzger, A. J. Microporous coordination polymers as selective sorbents for liquid chromatography. Langmuir. 25, 11977-11979 (2009).
  9. Yang, C. X., Yan, X. P. Metal-organic framework MIL-101(Cr) for high-performance liquid chromatographic separation of substituted aromatics. Anal. Chem. 83, 7144-7150 (2011).
  10. Fu, Y. Y., Yang, C. X., Yan, X. P. Control of the coordination status of the open metal sites in metal-organic frameworks for high performance separation of polar compounds. Langmuir. 28, 6802-6810 (2012).
  11. Gu, Z. Y., Yan, X. P. Metal-organic framework MIL-101 for high-resolution gas-chromatographic separation of xylene isomers and ethylbenzene. Angew. Chem. Int. Ed. 49, 1477-1480 (2010).
  12. Chang, N., Gu, Z. Y., Yan, X. P. Zeolitic imidazolate framework-8 nanocrystal coated capillary for molecular sieving of branched alkanes from linear alkanes along with high-resolution chromatographic separation of linear alkanes. J. Am. Chem. Soc. 132, 13645-13647 (2010).
  13. Yu, L. Q., Xiong, C. X., Yan, X. P. Room temperature fabrication of post-modified zeolitic imidazolate-90 as stationary phase for open-tubular capillary electrochromatography. J. Chromatogr. A. 1343, 188-194 (2014).
  14. Fu, Y. Y., Yang, C. X., Yan, X. P. Incorporation of metal-organic framework UiO-66 into porous polymer monoliths to enhance the liquid chromatographic separation of small molecules. Chem. Commun. 49, 7162-7164 (2013).
  15. Lin, C. L., Lirio, S., Chen, Y. T., Lin, C. H., Huang, H. Y. A novel hybrid metal-organic framework-polymeric monolith for solid-phase extraction. Chem. Eur. J. 20, 3317-3321 (2014).
  16. Svec, F. Porous polymer monoliths: Amazingly wide variety of techniques enabling their preparation. J. Chromatogr. A. 1217, 902-924 (2010).
  17. Monolithic HPLC Columns. , Available from: http://www.phenomenex.com/onyx (2015).
  18. Bia Separations. , Available from: http://www.biaseparations.com/ (2015).
  19. Shekhah, O., et al. Step-by-step route for the synthesis of metal-organic frameworks. J. Am. Chem. Soc. 129, 15118-15119 (2007).
  20. Shekhah, O., Fu, L., Belmabkhout, Y., Cairns, A. J., Giannelis, E. P., Eddaoudi, M. Successful implementation of the stepwise layer-by-layer growth of MOF thin films on confined surfaces: mesoporous silica foam as a first case study. Chem. Commun. 48, 11434-11436 (2012).
  21. Saeed, A., Maya, F., Xiao, D. J., Naham-ul-Haq, M., Svec, F., Britt, D. K. Growth of a highly porous coordination polymer on a macroporous polymer monolith support for enhanced immobilized metal ion affinity chromatographic enrichment of phosphopeptides. Adv. Funct. Mater. 24, 5797-5710 (2014).
  22. Krenkova, J., Lacher, N. A., Svec, F. Control of selectivity via nanochemistry: Monolithic capillary column containing hydroxyapatite nanoparticles for separation of proteins and enrichment of phosphopeptides. Anal. Chem. 82, 8335-8341 (2010).
  23. Jabeen, F., et al. Silica-lanthanum oxide: Pioneer composite of rare-earth metal oxide in selective phosphopeptides enrichment. Anal. Chem. 84, 10180-10185 (2012).
  24. Hussain, D., et al. Functionalized diamond nanopowder for phosphopeptides enrichment from complex biological fluids. Anal. Chim. Acta. 775, 75-84 (2013).
  25. Aprilita, N. H., et al. Poly(glycidyl methacrylate/divinylbenzene)-IDA-FeIII in phosphoproteomics. J. Proteom. Res. 4, 2312-2319 (2005).
  26. Lo, C. Y., Chen, W. Y., Chen, C. T., Chen, Y. C. Rapid enrichment of phosphopeptides from tryptic digests of proteins using iron oxide nanocomposites of magnetic particles coated with zirconia as the concentrating probes. J. Proteom. Res. 6, 887-893 (2007).
  27. Aryal, U. K., Ross, A. R. S. Enrichment and analysis of phosphopeptides under different experimental conditions using titanium dioxide affinity chromatography and mass spectrometry. Rapid Commun. Mass. Spectrom. 24, 219-231 (2010).
  28. Select Iron Affinity Gel Technical Bulletin. , Available from: https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Bulletin/p9740bul.pdf (2015).

Tags

Kemi Porösa material hybridmaterial polymermonoliter porösa samordnings polymerer genomflödes stöder fosfopeptid anrikning masspektrometri
Framställning av mycket porösa samordningspolymerbeläggningar på Makroporösa polymermonoliter för Enhanced Anrikning av fosfopeptider
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Lamprou, A., Wang, H., Saeed, A.,More

Lamprou, A., Wang, H., Saeed, A., Svec, F., Britt, D., Maya, F. Preparation of Highly Porous Coordination Polymer Coatings on Macroporous Polymer Monoliths for Enhanced Enrichment of Phosphopeptides. J. Vis. Exp. (101), e52926, doi:10.3791/52926 (2015).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter