Introduction
Gözenekli bir koordinasyon polimerler (yaratanlar) amorf ya da 1-3 kristalize olabilen 1, 2 ya da 3 boyutlu olarak uzanan bir koordinasyon kişiler tekrarlayan organik ligandlar ile bağlantılı metaller merkezlerine göre koordinasyon bileşikleri bulunmaktadır. Son yıllarda, gözenekli malzemelerin bu sınıf nedeniyle yüksek gözeneklilik, geniş kimyasal Ayarlanabilirliğin ve onların istikrar geniş ilgi gördü. Yaratanlar gaz depolama, gaz ayırma ve kataliz 3-6, ve çok yakın zamanda, yaratanlar ilk analitik uygulamalar 7 tarif edilmiştir dahil uygulamaları bir dizi için araştırılmıştır.
Çünkü onların gelişmiş kimyasal işlevsellik ve yüksek gözenekli yaratanlar arıtma süreçleri ve kromatografik ayırımlar iyileştirilmesi için onların büyük potansiyeli hedef seçilmişlerdir, ve bu konuyu ilgili raporların bir numara 7-13 yayınlandı. Bununla birlikte, yaratanlar performansı, bir equivale şu anda değil,nedeniyle parçacıkların ya da kristallerin kendi tipik düzensiz şekilli morfolojiler nedeniyle bu katıların dolu yatak büyük parçacıklar arası boşluklar aracılığıyla hızlı difüzyon olasılığı mevcut kromatografik malzemeleri ile nt seviyesinde. Bu, düzensiz olarak dağıtılmış ambalaj dan daha düşük bir beklenen performans, hem de yüksek sütun backpressuresin ve istenmeyen pik şekli morfolojileri 14,15 yol açar.
Parçacık arası boşluklara sayesinde hızlı yayılma sorunu çözmek ve eş zamanlı olarak analiz uygulamaları için yaratanlar performansını artırmak amacıyla, makro-yüzeyinde PCP ihtiva eden bir makro-gözenekli bir polimer monolit 16 dayanan bir hibrid malzemeden gelişimi olur istenebilecektir. Polimer yekpare keçeleri boncuk ve başarıyla birkaç c piyasaya sürülmüş en verimli alternatiflerden birini onları yapar, kendi gözenekler aracılığıyla konvektif akışını sürdürmek, tek parça malzemeleri kendine yeten ompanies 17,18. Gözenekli polimer yekpare genellikle monomerinin polimerizasyonu ve tipik olarak organik çözücülerin ikili karışımlarıdır porogens, mevcudiyetinde bir çapraz bağlayıcı dayanmaktadır. Elde edilen monolitik malzemeler microglobular yapısı ve yüksek gözeneklilik ve akış geçirgenliğine sahiptir.
Basit bir yaklaşım PCP içeren bir polimer monolit monolit polimerizasyon karışımı olarak sentezlenmiş yaratanlar doğrudan ilave dayanmaktadır hazırlamak için bu malzemeleri birleştirmek için. Yaratanlar sonuçlandı Bu yaklaşım çoğunlukla nihai malzemenin 14,15 daha fazla uygulama için aktif olan bir polimer iskele içinde gömülü değil. Bir farklı sentetik yaklaşımı, örneğin, kristal içinde bulunan gözeneklerin büyük bir kısmı bir polimer yekpare makro-erişilebilen yaratanlar, ya da kristal metal organik çerçevelerin (MOFs) üniform filmler geliştirmek için gereklidir.
t "> Bu yazıda kolayca uygulanabilir yaratanlar bağlanması için uygun bir fonksiyonel grup, bir makro-gözenekli bir polimer destek üzerine dayanan bir metal-organik bir polimer karma malzemesi (MOPH) hazırlanması için bir protokol rapor kendi kendine yeten bir tek akış uygulamaları için optimum özelliklere sahip bir sütun biçiminde parça Takımı polimer monolit. polimer sentezi prosedürü basit bir oda sıcaklığı çözüm tabanlı takip eder yöntem, monolit 19-20 gözeneklerinin iç yüzeyi üzerinde bir PCP kaplama büyümesi. İlk örnek olarak, bir makro-gözenekli poli (stiren-divinilbenzen-metakrilik asit) yekpare olan, bir demir (III) benzenetricarboxylate (FeBTC) koordinasyon polimer filmin hazırlanmasını tarif etmektedir. Bu yöntem toplu tozlar hazırlanması gibi kapiler sütun için etkili olan ve tarif edilen protokol, diğer yaratanlar kolayca uygulanabilir değildir. Akış Throu fonksiyonel malzemeler olarak MOPHs potansiyelinin bir örnek olarakbu tip uygulamaların biz merkezleri Fe Phosphopeptides bağlanma afinitesini istismar sindirilmiş protein karışımları arasından fosfopeptidler zenginleştirmek (III) Fe yoğun bir kaplama içeren geliştirilmiş FeBTC MOPH uygulanan (III). geliştirilen protokol 21 üç ana bölümden oluşmaktadır: makropor organik polimer monolit destek hazırlanması; monolit gözeneklerin yüzeyinde PCP kaplama büyümesi; Phosphopeptides zenginleştirilmesi için uygulama.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
NOT: Başlamadan önce, tüm ilgili malzeme veri sayfaları (MSDS) kontrol edin. Sentetik ve uygulama prosedürleri kullanılan kimyasalların çeşitli toksik değildir. Tüm uygun güvenlik uygulamalarını takip ve yeterli koruyucu ekipman (laboratuvar önlüğü, tam uzunlukta pantolon, kapalı-toe ayakkabıları, koruyucu gözlük, eldiven) kullanın. Azot adsorpsiyon ölçümleri için sıvı azot (izolasyonlu eldiven, yüz maskesi) işlerken tüm kriyojenik kişisel koruyucu donanımları kullanın.
Toplu ve Kılcal Sütun Format 1. Gözenekli Polimer Monolith Hazırlık
- Karakterizasyonu için yığın polimer Monolith
- Polimerizasyon inhibitörleri kaldırmak için, bazik alumina kolonu boyunca stiren, divinilbenzen ve metakrilik asit saflaştınlır. Şırınga ucu paketlenmiş bir cam yün elyaf, bir fiş ile 25 ml'lik bir tek kullanımlık plastik şırınga içinde bazik alumina 10 g yerleştirin. Sütun üzerinden monomer, yaklaşık 10 ml percolate.
- Monomerlerin (50 mg, stiren, 100 mg divinilbenzen ve 50 mg metakrilik asit) ve 1 ml bir cam şişe içinde, gözenek oluşturucu maddeler (300 mg, toluen ve 300 mg izooktan) yükleyin. Polimerizasyon başlatıcı, 2,2'-azobisizobütironitril (AIBN, monomerlere göre% 1) in 4 mg ekleyin.
- 10 dakika süre ile sonikasyon suretiyle homojenize edilir. 10 dakika boyunca bir sıvı içinden nitrojen kabarcıklanarak çözülmüş oksijenin ayrılması. Parafın film ile flakon kapağı kapatılır ve karışım polimerize etmek için, 6 saat boyunca 60 ° C'de bir su banyosu içine koyun.
- Oda sıcaklığına soğutulur ve dikkatli bir şekilde şişe bölünürler. Bir selüloz çıkarma yüksük içine polimer monolith aktarın. Bir Soxhlet ekstre odasına ekstraksiyon yüksüğünü yerleştirin ve ekstraksiyon odasının en az üç kez hacminin bir metanol hacmi ihtiva eden bir yuvarlak tabanlı şişeye, için bir araya. Ekstraksiyon haznesinin üst kısmına bir kondansatör birleştirin. Metanol kaynatarak Soxhlet ekstraksiyon gerçekleştirin16 saat süre ile, reaksiyona girmemiş monomerlerin tam kaldırma sağlamak maddeler ve gözenek oluşturucu.
- 60 ° C'de bir vakum fırınında gece boyunca karıştırılmıştır. Fourier tarafından PCP Kızılötesi Spektroskopisi (FT-IR) Transform takmak için karbonik fonksiyonel grupların varlığını onaylayın. Azot adsorpsiyon porosimetrisi yüzey alanını ölçün.
- Monolitik Kolonlar Hazırlanması için Silika kılcal işlevselleştirilmesi
- Bir poliimid kaplamalı 100 mikron id erimiş silika kapiller 2 m kesin. Bir 0,25-0,50 ml cam şırınga bağlayın ve aseton ile kılcal yıkayın. Su ile kılcal durulayarak aseton çıkarın.
- Kılcal iç silika kaplama aktif hale getirmek için, 30 dakika / 0,25 ul dakika 0.2 M sulu NaOH çözeltisi akıtmak üzere bir şırınga pompası kullanımı. Atık su nötr olana kadar su ile durulayın.
- Atık pH'ı kontrol etmek için pH kağıdı şeritleri kullanın. Kılcal silanol grupları protonlanması için, bir 0.2 M aqueo pompa30 dakika boyunca 0.25 ml / dak kılcal aracılığıyla ABD HCI çözeltisi. Atık su nötr olana kadar su ile durulayın. Etanol ile durulayın.
- 1 saat / 0,25 ul min (ağ / ağ)% 20 3- (trimetoksisilil) propil metakrilat (asetik asit ile ayarlanmış, pH 5) ve etanol çözeltisi Pompa. Bu aşamada silis kapiler kapiler iç yüzeyine bir polimer monolitin tutturmak için vinil grupları ile fonksiyonalize edilir.
- Bir azot akımı içinde, aseton ile kuru durulayın ve gece boyunca kullanmadan önce oda sıcaklığında bırakın. Uzunluğu 20 cm daha kısa parçalar halinde kılcal kesilir.
- Monolitik Kılcal Sütunlar hazırlanması
- Bir lastik septum ile 1 ml bir cam şişe içinde yığın polimer monolit (bölüm 1.1) için olduğu gibi aynı polimerizasyon karışım hazırlayın. Monomerlere göre başlatıcı% 1 AIBN ekleyin. 10 dakika süre ile sonikasyon suretiyle homojenize edilir.
- Olmayan bir fonksiyonalize edilmiş silika kılcal bağlanmasıyla azot ile polimerleştirme karışımı temizleyinbir azot akımına.
- Şişenin lastik septum ile azot akımı kılcal yerleştirin ve azot sıvı yoluyla kabarcıklar böylece polimerizasyon karışımı içine daldırın. Aşırı basınç önlemek için biraz gevşek flakon kapağı bırakın. 10 dakika süre ile temizleyin.
- Şişenin tepe boşluğuna polimerizasyon karışımından azot akımı kılcal kaldırın ve sıkıca kapağı kapatın. Polimerizasyon karışımı içine septum ile işlevselleştirilmiş kılcal yerleştirin. tepe boşluğu içine enjekte edilen nitrojenin üzerinden boru içine üretilen basıncın aşırı işlevselleştirilmiş kılcal yoluyla polimerleştirme karışımı pompalar.
- Tamamen dolu olduğundan emin olun ve bir lastik septum ile kapatmak için kılcal atığından polimerizasyon karışımı birkaç damla toplayın. Çok dikkatli bir şekilde şişeden dışarı kılcal alın ve bir lastik septum ile kılcal girişi kapatılmıştır.
- Karışımı polimerize6 saat boyunca 60 ° C'de bir su banyosu içinde kılcal içinde ihtiva Ture. Oda sıcaklığında soğutulur ve kılcal her iki ucunda bir kaç milimetre kesti. 30 dakika boyunca 3 ul / dk'da bir HPLC pompası kullanılarak asetonitril ile sütun su ile yıkanması ile, reaksiyona girmemiş monomerler ve gözenek oluşturucu maddeler çıkarın. Kılcal sütunun backpressure kontrol ediniz.
Demir-benzenetrycarboxylate 2. Büyüme (FeBTC) PCP
- Karakterizasyonu için bir yığın polimer Monolith'deki ilgili FeBTC MOPH Büyüme
- Bir havan ve havan tokmağı kullanılarak önceden kurutulmuş monolitin öğütün.
- 15 dakika boyunca etanol içinde 2 mM FeCl3 · 6H 2 O 5 ml monolit bir toz, 100 mg bırakın. Naylon filtre (0.22 um) ve etanol ile toz yıkama kullanılarak vakum filtresi. 15 dakika boyunca etanol içinde 2 mM 1,3,5-benzentrikarboksilik asit (BTC) 5 ml monolit toz bırakın. Naylon filtre (0.22 um) ve etanol ile toz yıkama kullanılarak vakum filtresi.
- Istediğiniz gibi adımı yineleyin sayısı 2. son metal-organik bir kaplamanın uygulandığı bir büyüme döngüsü sayısı ile tanımlanır. Tipik haliyle, 10 ve 30 döngü gerçekleştirilmiştir. Azot adsorpsiyon porosimetrisi yeni gözeneklerin varlığı onaylayın. Termogravimetrik analiz (TGA) ile ek metal sitelerinin miktarını ölçün.
- Phosphopeptides zenginleştirilmesi için bir kılcal monolitik kolonu üzerinde FeBTC MOPH Büyüme
- Bir şırınga pompası kullanılarak. 2 ul / dakika ile 15 dakika süre ile etanol içinde 2 mM FeCl3 · 6H 2 O kılcal monolitin yıkayın. 2 ul / dakika, 15 dakika boyunca etanol ile yıkayın. 2 ul / dakika ile 15 dakika süre ile etanol içinde 2 mM BTC kılcal monolitin yıkayın. 2 ul / dakika, 15 dakika boyunca etanol ile yıkayın.
- Istediğiniz gibi 1. adımı yineleyin. son metal-organik kaplama büyümesi gerçekleştirilen döngüsü sayısı ile tanımlanır.
3. Protein Sindirimi ve EPhosphopeptides nrichment
- Protein Sindirimi
- 1 ml su içinde yağsız süt, 0.5 ml içinde çözülür ve 200 | il fraksiyonlar bölün.
- Protein sindirimi için disülfid bağlarını bölmek amacıyla, her bir fraksiyonunu 160 ul 1 M amonyum bikarbonat ve 50 ul 45 mM ditiotreitol ekleyin. 15 dakika boyunca, bir Thermomixer 50 ° C'de inkübe edilir.
- Çözelti oda sıcaklığına kadar soğutuldu ise, iyodoasetamid, 100 mM'lik bir sulu çözelti yavaş yavaş 50 ul ekle. İyodoasetamid yeni bir disülfid bağlarının oluşumunu engeller.
- Oda sıcaklığında 15 dakika süreyle karanlıkta inkübe edilir. Deiyonize su 1 ml ilave edilir. 14 saat boyunca 37 ° C'de bir Thermomixer proteinleri 2 ug tripsin ekleyin ve sindirimi.
- % 1 trifloroasetik asit ve 10 ul ile asidifikasyon sindirim sonlandırma, ve oda sıcaklığında 5 dakika boyunca Thermomixer yerleştirerek. Sindirilmiş proteinler de Mağaza -20 ° C.
- Bir kılcal MOPH kolonu kullanılarak Phosphopeptides zenginleştirilmesi.
- 1 ul / dk'lık bir akış hızında, 10 dakika boyunca, bir% 0.1 trifluoroasetik asit ihtiva eden asetonitril: 1 karışımı, 4 100 ul ile sütun yıkayın. 30 dakika boyunca / 2 ul dakika sütun aracılığıyla protein sindirimini Pompa.
- 1 ul / dk'lık bir akış hızında, 10 dakika boyunca, bir% 0.1 trifluoroasetik asit ihtiva eden asetonitril: 1 karışımı bir 4 ile tekrar fosforilatlanmamış peptidleri yıkayın. 1 ul / dk'lık bir akış hızında, 10 dakika boyunca su ile yıkayınız.
- 15 dakika boyunca 1 ml / dk'da pompalı 250 mM, pH 7 fosfat tampon çözeltisi kullanılarak Elute fosfopeptidler. Bir şişe içinde eluent toplamak ve standart bir protokol 19 kullanılarak çözelti desalt. Matris destekli lazer desorpsiyon / iyonizasyon time-of-flight kütle spektrometrisi (MALDI-TOF-MS) için matris olarak kullanmak için bir 2 mg / ml 2,5-dihidroksibenzoik asit hazırlayın. Phosphope elüt edilmesi için ucu içine 2,5-dihidroksibenzoik asit, 2 ul çiziliptides MALDI plaka üzerinde doğrudan nokta ve.
- MALDI-TOF-MS ile analiz noktalar ve su ve sonra metanol ile iyice yıkayarak kolon yeniden.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Organik polimer yekpare gözenek yüzeyi üzerinde PCP büyüme şematik bir gösterimi, Şekil 1 'de gösterilmiştir. Bu şekilde, bizim göstermektedir, ilk Fe (III) atomu karboksilik fonksiyonel gruplara koordine orijinal polimer yekpare gözenek yüzeyi üzerinde tutulan . Protokol izlenmek suretiyle, burada ek bir organik ligand ve tarif Fe (III) iyonları, polimer yekpare olan gözenekli bir koordinasyon ağ şekillendirme yüzeyine ilave edilir. Ayrıca, şematik akış geçiş destek olarak hazırlanmış kılcal MOPH sütunun kullanımını göstermektedir Şekil 1 Phosphopeptides zenginleştirme. Yüzey alanı ve gözenek dağılımı ölçümleri, bir tarama elektron mikroskobu görüntüsü (SEM), FT-IR ve TGA hazırlanmış malzeme (Şekil 2) için toplanmıştır. Bu karakterizasyon deneyleri FeBTC PCP (Şekil 2A) büyüme sonrası yeni gözeneklerin görünümü hakkında değerli bilgiler sağladı. moFeBTC PCP ile modifikasyon sonra malzemenin rphology Şekil 2B'de de gösterilmiştir. Kristalografik simülasyon göre, her bir MOF tabakanın kalınlığı giderek artan kristal yönüne bağlı olarak, 3, 5 olduğu tahmin edilmektedir. FT-IR spektrumları olarak sentezlenmiş bir polimer yekpare ve FeBTC döngüleri (Şekil 2C) farklı numaralar ile değiştirilmiş meslektaşları fonksiyonel grupların varlığını göstermiştir. TGA termal kararlılık ve orijinal polimer monolit modifikasyonundan sonra elde edilen metal sitelerinin (Şekil 2D) artış gösterir. 600 ° C 'de tortu, toz X-ışını difraksiyonu ile de doğrulandığı gibi, α-Fe 2 O 3'dür. kapiler kolon biçiminde demir varlığı enerji dispersif X-ışını spektroskopi 21 tarafından tespit edilir. Şekil 3 Phosphopeptides zenginleştirmeden için geliştirilmiş MOPH malzemenin gerçek örnek uygulama örneği gösterilmektediryağsız süt sindirim.
Şekil 1:. Phosphopeptides çıkarılması için bir MOPH kılcal sütun hazırlanması için temel aşamalarını gösteren Şema (A) 'Çizim. Hazırlanan MOPH kolon kullanılarak Phosphopeptides ekstre prosedürü (B) Çizim.
Şekil 2: Dökme FeBTC MOPH karakterizasyonu sonuçları ilk organik polimer, monolit 30 koordinasyon döngüsünden sonra MOPH (A) Gözenek boyut dağılımı ve azot adsorpsiyon izotermlerinin.. 30 koordinasyon döngüsünden sonra MOPH (B) SEM görüntüsü. (C), FT-IR, orijinal polimer monolit spektrumları ve 10, 20 ve 30 koordinasyon çevriminden sonra MOPH. (Metal ön madde çözeltisi ile bir tek yıkamadan sonra orijinal polimer yekpare D) TGA ve sonra 10, 20 ve 30 koordinasyon çevrimleri. (Ref uyarlanmıştır. 21 John Wiley & Sons izni ile.)
Şekil 3:. 10 FeBTC koordinasyon çevriminden sonra, bir MOPH kapiler kolonu kullanılarak zenginleştirme önce ve sonra sindirilmiş yağsız süt numunesi bir kılcal FeBTC MOPH kolon MALDI-TOF-MS spektrumları kullanılarak sütten Phosphopeptides zenginleştirilmesi. Defosforile fragmanları karma ile gösterilen ise phosphopeptides kaynaklanan MS zirveleri, yıldız işareti ile gösterilir. Phosphopeptides literatür referansları 23-27 kullanılarak ayrıldı. (Ref yayımlanmaktadır. 21 John Wiley & Sons izni ile.)
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Orijinal polimerin monolit metaller bağlanabilen karboksilik fonksiyonel grupları içerir. Orijinal malzeme başlangıç metal sitelerini koordine bir mikro-gözenekli bir ağ şekillendirme ek metal sitelerinin bir dizi içeren bir PCP kaplama (Şekil 1A) büyümek edebiliyoruz. Bu durum, hareketsiz metal iyonu yakınlık kromatografisi (IMAC) tekniği olarak metal türleri söz konusu ekstraksiyon ve saflaştırma işlemleri için çekici bir sunulan MOPH malzemeleri sağlar. Phosphopeptides zenginleştirilmesi için bir kılcal kolonu kullanılarak Genel Prosedür Şekil 1B 'de gösterilmiştir.
Toplu toz yekpare hazırlanması orijinal monolitik malzeme ve modifiye karşıtları karakterizasyonu sağladı. Biz gösterir 77 K (Şekil 2A), N 2 alım izotermleri ölçülen 30 PCP döngüleri büyük ölçüde o düşük P / P N 2 alımı sonrasımalzeme içinde yeni mikro gözenekler varlığını gösteren, artmıştır. Orijinal monolit artar yüzey alanı 389 m2 / g 106 m2 / g arasında, yaklaşık dört kez. Sadece döngü az sayıda (10 PCP döngüleri) 156 m2 / g bir yüzey alanına malzemenin gözenekliliğine bir artış ölçüldü gerçekleştirilmesi. Ayrıntılı yaklaşım kullanılarak, gözenekli materyalin hazırlanması, sadece Fe-bazlı yaratanlar ile sınırlı değildir. Cu, Fe ikame, elde edilen CuBTC kaplamanın, sadece 10 devir 219 m2 / g 106 m2 / g arasında MOPH yüzey alanını artırmak için gerekli olan edildi. gözenek boyutu dağılımı (Şekil 2A) 'de gösterildiği gibi modifiye malzemede bulunan yeni gözeneklerin çapı daha küçük 3 nM değeri göstermiştir. Polimer yekpare bir yüzeye PCP kaplama dağılımı SEM ile incelenmiştir. Şekil 2B'ye bir microglobul göre gözenekli bir yapı oluşur 30 PCP çevriminden sonra bir monolit göstermektedirar ağı, böylelikle orijinal polimer yekpare başlangıç morfolojisini koruyan. Büyük mezo ve makrogözenekler organik polimer monolit mükemmel akış özelliklerini koruyarak değişiklikten sonra bozulmadan kalır. FT-IR kullanarak biz FeBTC PCP, eki için (1.707 cm -1 de bant) karbonik fonksiyonel grupların ilk birleşme doğruladı yanı sıra bantların 1.382 artışı ile kaplamanın büyümesini izlemek, 1,449, 1,627 ve 3400 cm-1 - (Şekil 2C). TGA gerçekleştirme Bu malzeme (Şekil 2D), Fe (III) miktarının artışı ölçüldü. Toz X-ışını difraksiyonu kullanılarak 600 ° C 'de TGA Tortu, 2 O 3-Fe α olduğunu doğruladı ve tortunun kütlesine bağlı olarak, orijinal polimer yekpare ve MOPHs kütle% Fe hesaplar. Gösterge örnek olarak, orijinal yekpare başlangıç% Fe% 1,1 olup, bu değer% 10,5 a yükseldifter 30 PCP çevrimleri.
MOPHs hazırlanması uygulamaları boyunca akış geliştirilmesi için bir kılcal kolon biçimine kolayca adapte edilebilir. Bu durumda, hazırlanan MOPH gözeneklerin yüzeyinde siteleri düşük bol Phosphopeptides IMAC zenginleştirilmesi için mükemmel adaylar yapar (III), Fe yüksek bolluk ihtiva etmektedir. Immobilize Fe (III), orijinal desteği, 5 ya da 10 PCP döngü 21 sonra benzer bir destek karşılaştırıldığında malzemenin bir performans kademeli bir artış görülmektedir. Bir MOPH kılcal sütun hazırlanmasında önemli bir adımdır FeBTC koordinasyon polimerin döngü sayısı MOPH kolonun daha fazla uygulama için uygun olduğundan emin olmaktır. Bir örnek olarak, Şekil 3, bir MOPH kapiler kolonu kullanılarak sindirilmiş, ticari yağsız sütten Phosphopeptides zenginleştirilmesi için elde edilen sonuçları göstermektedir. Bu örnekte, bir MOPH kolon 10 FeBTC çevrimleri sergiledi sonraphosphopeptides için dikkate değer bir seçicilik. Zenginleştirme olmadan numunenin doğrudan analiz ederek, düşük bol Phosphopeptides hiçbiri tespit edilir. Geliştirilen MOPH malzeme kullanılarak aynı örneği zenginleştiren sonra, 12 farklı fosfopeptidler seçici onların biçimde algılama sağlayan ayıklanır. 30 FeBTC döngüleri ile modifiye edilmiş bir kılcal kolon kapasitesi nitriloasetik asit 28 göre ticari olarak temin edilebilen demir afinite jeli üstündür 3.25 umol ATP / ml olup. geliştirilmiş Fe-bazlı MOPH gibi organofosforlu pestisitler ve sinir ajanlar gibi diğer organofosfatlar, ekstraksiyonu için, potansiyel olarak uygulanabilir olabilir. biyomoleküllerin zenginleştirme doğru MOPH seçiciliğinin koordinasyonu polimerin hazırlanması için farklı bağlama özelliklerine sahip bir metal seçilerek ayarlanabilir.
Bir gözenekli polimer monolit, son derece gözenekli bir PCP kaplamalar büyümesi için basit bir prosedür göstermiştir kieşit polimer Makroporlar kaplama fonksiyonel PCP içeren bir akış desteği ilk örneğidir. Bir sütun biçiminde paketlenmiş veya gözenekli polimer içinde gömülü, sonuçtaki MOPHs gözenekli katılar küçük gözeneklerine parçacık arası boşluklara boyunca akış ile bağlantılı difüzyon kütle taşıma sınırlama, hem de nüfuz üstesinden gelir. Biz IMAC tarafından Phosphopeptides zenginleştirilmesi için bu malzemelerin kullanımını gösterdi. Burada bildirilen yöntem çeşitli yaratanlar ve benzeri malzeme kullanılarak gerçekleştirilebilir. tekniğin ana sınırlama kaplamanın zahmetli manuel hazırlanmasıdır. Ancak, yazarlar tarafından güncel araştırma bilgisayar kontrollü akım teknikleri kullanılarak bu metodolojinin otomasyonuna yönelik odaklanmıştır.
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 |
References
- 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).
- Kitagawa, S., Kitaura, R., Noro, S. i Functional porous coordination polymers. Angew. Chem. Int. Ed. 43, 2334-2375 (2004).
- Furukawa, H., Cordova, K. E., O’Keeffe, M., Yaghi, O. M. The chemistry and applications of metal-organic frameworks. Science. 341, 974 (2013).
- Ma, S., Zhou, H. C. Gas storage in porous metal-organic frameworks for clean energy applications. Chem. Commun. 46, 44-53 (2010).
- Li, J. R., Sculley, J., Zhou, H. C. Metal-organic frameworks for separations. Chem. Rev. 112, 869-932 (2012).
- 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).
- 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).
- Ahmad, R., Wong-Foy, A. G., Matzger, A. J. Microporous coordination polymers as selective sorbents for liquid chromatography. Langmuir. 25, 11977-11979 (2009).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- 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).
- Svec, F. Porous polymer monoliths: Amazingly wide variety of techniques enabling their preparation. J. Chromatogr. A. 1217, 902-924 (2010).
- Monolithic HPLC Columns. , Available from: http://www.phenomenex.com/onyx (2015).
- Bia Separations. , Available from: http://www.biaseparations.com/ (2015).
- Shekhah, O., et al. Step-by-step route for the synthesis of metal-organic frameworks. J. Am. Chem. Soc. 129, 15118-15119 (2007).
- 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).
- 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).
- 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).
- Jabeen, F., et al. Silica-lanthanum oxide: Pioneer composite of rare-earth metal oxide in selective phosphopeptides enrichment. Anal. Chem. 84, 10180-10185 (2012).
- Hussain, D., et al. Functionalized diamond nanopowder for phosphopeptides enrichment from complex biological fluids. Anal. Chim. Acta. 775, 75-84 (2013).
- Aprilita, N. H., et al. Poly(glycidyl methacrylate/divinylbenzene)-IDA-FeIII in phosphoproteomics. J. Proteom. Res. 4, 2312-2319 (2005).
- 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).
- 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).
- Select Iron Affinity Gel Technical Bulletin. , Available from: https://www.sigmaaldrich.com/content/dam/sigma-aldrich/docs/Sigma/Bulletin/p9740bul.pdf (2015).
