通过后修饰制备的LA-ICP-MS定量硼酸盐亲和磁性Zr-MOFs，用于糖肽富集

《Analytica Chimica Acta》：LA-ICP-MS-quantitated boronate affinity magnetic Zr-MOFs prepared via post-modification for glycopeptides enrichment

硼酸修饰磁金属有机框架材料mMOF–AAPBA通过协同水亲和力和硼酸配位作用实现糖蛋白肽的高效富集，建立LA-ICP-MS结合自制基质参考物质的硼绝对定量方法，在复杂样本中检测限达1 fmol·μL-1，验证了其在唾液和中草药注射剂中的实际应用价值。

　　本文探讨了一种基于硼酸基团的磁性二氧化锆金属有机框架材料（mMOF–AAPBA）在复杂样品中选择性富集糖肽的应用。糖肽作为蛋白质糖基化的重要产物，在生物体内的多种生理和病理过程中发挥着关键作用。然而，由于糖肽在复杂基质中具有低丰度、异质性和易降解等特性，其检测仍面临较大挑战。此外，非糖肽成分可能会对糖肽的信号产生抑制，进一步降低了检测的准确性。因此，开发一种高效的富集方法对于深入研究糖肽的生物学功能至关重要。

硼酸基团的亲和力富集技术因其对顺式二醇结构的特异性结合能力，被广泛应用于糖肽的分离与富集。该技术依赖于硼酸基团在不同pH条件下与顺式二醇的可逆结合，从而实现对目标分子的高效捕获。通过调控pH值，可以轻松控制吸附与洗脱过程，同时硼酸亲和材料还具备广泛的亲和范围、高选择性以及快速的洗脱动力学，使其成为近年来糖肽研究的重要工具。

然而，目前对于硼酸亲和材料中硼元素的定量分析仍存在不足。传统的检测方法如红外光谱（IR）、X射线光电子能谱（XPS）和能量色散X射线光谱（EDS）只能提供相对含量的测定，难以实现绝对量的精确分析。这限制了材料的定制化设计以及对反应机制的深入理解。为了克服这一障碍，本文提出了一种基于激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）的新型定量方法，并结合了电感耦合等离子体发射光谱（ICP-OES）进行验证，同时使用自制的参考物质（MRMs）对结果进行了校准。

研究中，通过将聚多巴胺（PDA）修饰在磁性Fe?O?纳米颗粒表面，再在该基础上构建UiO-66–NH?金属有机框架材料，得到了具有多层结构的磁性复合材料（Fe?O?@PDA@UiO-66–NH?，简称mMOF）。随后，采用后合成修饰的方法，将3-丙烯酰氨基苯硼酸（AAPBA）引入到该材料中，从而获得了具有硼酸基团功能的磁性材料（mMOF–AAPBA）。该材料在结构、形貌和化学性质上均表现出良好的特性，使其在糖肽富集过程中具有显著优势。

在实际应用中，该材料被用于磁性固相萃取（MSPE）过程中，以分离和富集来自辣根过氧化物酶（HRP）和免疫球蛋白（IgG）消化液中的糖肽。通过优化负载和洗脱条件，mMOF–AAPBA在检测限、抗干扰能力和可重复使用性方面均表现出优异性能。其检测限低至1飞摩尔/微升（fmol·μL?1），在结合矩阵辅助激光解吸/离子化飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）后，能够有效捕获糖肽。此外，该材料在真实样本如人唾液和传统中药注射液（TCMIs）中的应用也显示出良好的性能，证明其在复杂生物基质中具有广泛的应用前景。

研究结果表明，mMOF–AAPBA不仅具备优异的糖肽富集能力，还能够有效抵抗非特异性干扰，同时具有良好的可重复使用性。这使得该材料成为一种理想的MSPE吸附剂，能够显著提高糖肽的检测灵敏度和分析效率。此外，该材料的结构设计也具有一定的创新性，通过引入PDA作为中间层，提高了材料的表面亲和力和生物相容性，同时降低了对有毒有机试剂的依赖，符合绿色化学的发展理念。

本文的创新点在于首次建立了一种基于LA-ICP-MS的准确测定硼含量的协议，并结合ICP-OES进行验证，同时使用自制的MRMs对结果进行了校准。这种方法不仅提高了硼含量测定的准确性，也为硼酸亲和材料的定制化设计和反应机制的深入研究提供了新的思路。此外，该材料的合成过程充分考虑了材料的结构稳定性和化学可修饰性，使其在实际应用中表现出良好的性能。

在材料的合成与表征过程中，研究者采用了多种先进的分析手段，包括透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）等，以全面评估材料的形貌和结构特性。TEM图像显示，mMOF–AAPBA具有明显的核壳结构和规则的球形形态，而SEM图像则进一步揭示了其表面的复杂结构，这可能与UiO-66–NH?的修饰有关。此外，该材料在化学性质上也表现出良好的稳定性，使其在复杂样品中具有良好的适用性。

研究还表明，该材料在不同类型的样品中均表现出良好的富集能力，包括模型样品和实际生物样品。这不仅验证了其在实验室条件下的有效性，也为其在实际应用中的推广奠定了基础。此外，该材料的制备过程符合绿色化学的要求，强调可持续性、环保性和可再生资源的使用，同时也鼓励减少有毒有机试剂的使用，降低对环境的影响。

综上所述，本文提出了一种基于硼酸基团的磁性二氧化锆金属有机框架材料（mMOF–AAPBA），并成功应用于糖肽的富集与分离。该材料的合成过程充分考虑了结构稳定性、化学可修饰性和生物相容性，使其在复杂样品中表现出良好的性能。同时，通过建立基于LA-ICP-MS的准确测定硼含量的方法，为材料的定制化设计和反应机制的深入研究提供了新的思路。该研究不仅为糖肽的检测提供了新的技术手段，也为糖蛋白组学和相关领域的研究提供了潜在的应用价值。