本申請(qǐng)屬于納米材料，具體涉及一種金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、近年來傳染性疾病的快速篩查診斷成為了公共衛(wèi)生和臨床治療中的重大挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的pcr檢測(cè)雖然具有較高的靈敏度和特異性，但由于其檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)、成本高，且需要專業(yè)設(shè)備，難以滿足大規(guī)模篩查的需求。因此，開發(fā)一種高通量、低成本、快速、非侵入性的檢測(cè)方法，對(duì)于新冠及其他傳染性疾病的早期診斷和疫情防控具有重要意義。

2、目前，尿液代謝物分析作為一種潛力巨大的生物標(biāo)志物檢測(cè)手段，因其采集簡(jiǎn)便、無創(chuàng)傷、標(biāo)本可重復(fù)采集的特性而受到廣泛關(guān)注。研究表明新冠病毒感染可能會(huì)造成急性腎損傷，基于尿液的代謝分析有望實(shí)現(xiàn)其快速診斷。

3、代謝組學(xué)是繼基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)后出現(xiàn)的新興“組學(xué)”，可對(duì)體液中小分子代謝物進(jìn)行定性和定量評(píng)估。目前，代謝組學(xué)已被廣泛應(yīng)用于體液代謝分析研究，質(zhì)譜具有高分辨率、高靈敏度的特點(diǎn)，且隨著液相色譜-質(zhì)譜（lc?ms）和氣相色譜-質(zhì)譜（gcms）等各類質(zhì)譜技術(shù)的快速發(fā)展，其在臨床診斷及治療監(jiān)測(cè)中將發(fā)揮重要作用。

4、現(xiàn)有針對(duì)體液的質(zhì)譜分析方法主要依賴?lc?或?gc?對(duì)樣本進(jìn)行前處理，導(dǎo)致分析速度慢、通量低，不適合針對(duì)批量樣本快速分析，無法滿足臨床日益增長(zhǎng)的檢測(cè)需求。

5、激光解吸/電離質(zhì)譜（ldi?ms）作為一種高通量質(zhì)譜技術(shù)，在分析速度、靈敏度和操作簡(jiǎn)便性方面表現(xiàn)出突出優(yōu)勢(shì)，該技術(shù)使用基質(zhì)材料輔助吸收激光能量，以促進(jìn)待測(cè)分子的熱解吸附與離子化，對(duì)分析結(jié)果起到關(guān)鍵作用。然而，由于尿液等體液鹽濃度高，傳統(tǒng)有機(jī)小分子基質(zhì)穩(wěn)定性差，耐鹽性差，背景信號(hào)復(fù)雜，難以用于體液分析檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料及其制備方法和應(yīng)用，具體采用以下的技術(shù)方案：

2、第一方面，本發(fā)明提供了一種金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

3、s1：將1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和間苯三甲醛溶于有機(jī)溶劑中，攪拌均勻后加入冰乙酸，反應(yīng)，離心，洗滌，得到共價(jià)有機(jī)框架前驅(qū)體；

4、s2：將所述共價(jià)有機(jī)框架前驅(qū)體分散于1,4-二氧六環(huán)和均三甲苯的混合溶劑中，混勻，加入冰乙酸和水后，置于油浴中加熱并進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，離心，洗滌，得到空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架；

5、s3：將所述空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架溶于水和乙醇的混合溶液中，攪拌均勻后，置于冰浴中中并加入四氯金酸水合物進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)3?h-4?h后加入硼氫化鈉繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，離心，洗滌，得到所述金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料。

6、本發(fā)明采用1,3,5-三(4-氨基苯基)苯和間苯三甲醛作為原料，通過冰乙酸引發(fā)的聚合反應(yīng)合成共價(jià)有機(jī)框架（cof）前驅(qū)體，然后通過動(dòng)態(tài)亞胺交換反應(yīng)對(duì)所述cof前驅(qū)體進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，得到空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架（hcofs），最后對(duì)hcofs進(jìn)行原位氯金酸還原處理，表面生成金納米顆粒，得到納米金顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架（hcofs-au）材料。該方法制備的空心結(jié)構(gòu)cof有利于增大激光在材料內(nèi)部的反射與折射，與實(shí)心結(jié)構(gòu)cof相比，光吸收效率有明顯提高。

7、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，上述1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、間苯三甲醛、有機(jī)溶劑和冰乙酸的用量比為70?mg：32.5?mg：25?ml：2.5?ml。

8、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，上述有機(jī)溶劑為乙腈。

9、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，s2中1,4-二氧六環(huán)和均三甲苯的體積比為4：1。

10、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，s3中水和乙醇的體積比為1:1。

11、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，s3中四氯金酸水合物和硼氫化鈉的質(zhì)量比為1:1。在上述制備中該比例按摩爾比硼氫化鈉是過量的，為保證氯金酸充分還原。

12、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，所述油浴中加熱的溫度為65?℃-70?℃。在上述制備過程中如該溫度太低可能導(dǎo)致動(dòng)態(tài)亞胺交換反應(yīng)不充分，無法形成中空結(jié)構(gòu)；溫度太高則有可能導(dǎo)致形成的空心殼層結(jié)構(gòu)坍塌。

13、第二方面，本發(fā)明提供了用于尿液代謝物檢測(cè)的金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料，該空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料由上述的制備方法制備得到。

14、作為進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施方式，該空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料用于尿液代謝物檢測(cè)以區(qū)分普通肺炎和新冠病毒感染導(dǎo)致的肺炎。

15、第三方面，本發(fā)明還提供了上述用于尿液代謝物檢測(cè)的金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料在制備用于激光解吸/電離質(zhì)譜的基質(zhì)材料中的應(yīng)用。

16、本發(fā)明的有益效果為：

17、（1）本發(fā)明提供了一種金納米顆粒修飾的空心共價(jià)有機(jī)框架材料hcofs-au的制備方法，該方法

18、（2）本發(fā)明還提供了一種金納米顆粒修飾的空心共價(jià)有機(jī)框架材料hcofs-au，可以將該材料作為激光解吸/電離質(zhì)譜（ldi?ms）的基質(zhì)，具備高耐鹽性，能夠高效提取尿液中的代謝物，提供高靈敏度的檢測(cè)結(jié)果，與傳統(tǒng)小分子基質(zhì)相比，檢測(cè)靈敏度呈現(xiàn)出數(shù)量級(jí)的提升；

19、（3）本發(fā)明可以利用hcofs-au作為基質(zhì)檢測(cè)尿液樣本，檢測(cè)成本低，適合大規(guī)模篩查，具有低成本和高通量的優(yōu)勢(shì)；

20、（4）本發(fā)明能夠快速分析并篩選代謝物標(biāo)志物，實(shí)現(xiàn)新冠病毒感染患者的快速區(qū)分。

技術(shù)特征：

1.一種金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述1,3,5-三(4-氨基苯基)苯、所述間苯三甲醛、所述有機(jī)溶劑和所述冰乙酸的用量比為70?mg：32.5?mg：25?ml：2.5?ml。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為乙腈。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s2中1,4-二氧六環(huán)和均三甲苯的體積比為4：1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，s3中水和乙醇的體積比為1:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的制備方法，其特征在于，s3中四氯金酸水合物和硼氫化鈉的質(zhì)量比為1:1。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述油浴中加熱的溫度為65?℃-70℃。

8.一種用于尿液代謝物檢測(cè)的金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料，其特征在于，所述空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料由權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的制備方法制備得到。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料，其特征在于，所述空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料用于尿液代謝物檢測(cè)以區(qū)分普通肺炎和新冠病毒感染導(dǎo)致的肺炎。

10.權(quán)利要求8所述的用于尿液代謝物檢測(cè)的金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料在制備用于激光解吸/電離質(zhì)譜的基質(zhì)材料中的應(yīng)用。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)屬于納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料及其制備方法和應(yīng)用。先將1,3,5?三(4?氨基苯基)苯和間苯三甲醛溶于有機(jī)溶劑中，加入冰乙酸，反應(yīng)，得到共價(jià)有機(jī)框架前驅(qū)體；然后分散于1,4?二氧六環(huán)和均三甲苯的混合溶劑中，加入冰乙酸和水于油浴中進(jìn)行反應(yīng)，得到空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架；最后溶于水和乙醇的混合溶液中，置于冰浴中中并加入四氯金酸水合物進(jìn)行反應(yīng)后，加入硼氫化鈉繼續(xù)反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，得到金納米顆粒修飾的空心結(jié)構(gòu)共價(jià)有機(jī)框架材料。本發(fā)還提供了一種金納米顆粒修飾的空心共價(jià)有機(jī)框架材料，可以將該材料作基質(zhì)，具備高耐鹽性，能夠高效提取尿液中的代謝物，提供高靈敏度的檢測(cè)結(jié)果。

技術(shù)研發(fā)人員：陳俊宇,王超祺,江婷,張小勇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南昌大學(xué)第二附屬醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8