【共价有机框架材料的发展研究文献综述8500字】

共价有机框架材料的发展研究文献综述目录TOC\o"1-3"\h\u15317共价有机框架材料的发展研究文献综述 1269141.1共价有机框架材料概述 1308361.2共价有机框架材料的合成 410891.3共价有机框架材料的功能化 6300111.4共价有机框架材料在翻译后修饰蛋白质组分离分析中的应用 924599参考文献 111.1共价有机框架材料概述共价有机框架是一类由有机构筑基元通过强共价键链接而成的周期性长程有序的晶态多孔有机框架材料[200-202]（图1-10A）。根据“网状化学(ReticularChemistry)”的拓扑学设计理念，不同的有机构筑基元，在不同的反应体系下，可以形成拓扑结构不同的COFs，这造就了COFs在种类、结构和功能上的可调性和多样性[202]。和金属有机框架材料不同的是，COFs主要由C、B、N、O、H等轻量元素组成，各有机构筑基元通过可逆的共价键连接。因此，除了具备高比表面积、孔道可调、可功能化等特点外，COFs材料还具备比MOFs更小的密度、更强的化学稳定性和热稳定性[200,201]。自2005年Yaghi课题组[203]首次报道COFs的诞生以来，COFs引起了各个学科领域专家学者的广泛关注，经过十几年的发展，围绕COFs的结构设计和功能需求，科研人员致力于设计新的构筑基元、发展新的可逆反应、开发新的合成方法，开发和报道了大量特殊结构和特定功能的COFs[204,205]。同时，由于其独特的优势，COFs被广泛应用于气体存储[206]、催化[207]、分离[208]、能源[209]、传感[210]、生物[211]等领域，表现出优异的性能和光明的应用前景（图1-10B）。图1-10(A)COFs的合成示意图；(B)以covalentorganicframeworks为主题，在webofscience中检索到的历年发表的COFs相关文献数量Figure1-10(A)TheschematicofsynthesisofCOFs;(B)Thenumberofpublicationsoveryearssearchedinwebofsciencebasedonthetopicofcovalentorganicframeworks.共价有机框架的材料的合成关键在于晶型和多孔性。而传统的有机聚合物基本为无定性的原因在于，其材料合成过程往往为动力学控制的不可逆化学反应，无法形成周期性的结构和长程有序的孔道。动态共价有机化学(Dynamiccovalentchemistry,DCC)[212]是一种热力学控制的反应，形成的共价键是可逆的，可以生成、断裂、恢复三种状态往复进行。因此，该反应体系具有一种自愈反馈式调节，系统对生成的结构不断进行“错误检查”和“校对”，从而形成热力学最稳定的结构。将DCC概念用于有机聚合物的合成，Yaghi课题组[203]便首次成功构建了具有晶型的多孔框架类的有机聚合物材料。COFs的骨架在形成过程中不断进行缺陷修复，生成热力学稳定、规整有序的晶型结构[213]。所以，寻找新的可逆共价反应是构建新型COFs晶体材料的关键，目前，已经有多种可逆共价反应被用于COFs材料的合成[205]。按照其成键类型分类，如图1-11所示，主要包括硼氧六环(Boroxine)[214]、硼酸酯键(Boronateester)[215]、亚胺键(Imine)[216]、腙键(Hydrazone)[217]、吖嗪(Azine)[218]、β-酮烯胺键(β-Ketoenamine)[219]、三嗪键(Triazine)[220]、酰亚胺键(Imide)[221]、吩嗪键(Phenazine)[222]和碳碳双键(C=C)[223]等。图1-11COFs合成的主要成键类型Figure1-11TypicalcovalentlinkagesemployedinconstructionofCOFs.除了成键类型的种类，导致COFs结构的多样化以外，有机构筑基元的种类繁多，同样导致了COFs的拓扑结构和空间构型的多样性。不同有机构筑基元的长度和几何结构直接决定着COFs材料的孔道形状和空间构型[205,224]（图1-12）。按照两种构筑基元且1个结点和一个构筑基元连接的原则，不同反应基团对称性的构筑基元组合如C2+C2、C2+C3、C3+C3，发生可逆共价化学反应后，都可以得到单一孔道形状（六边形）的2D(Two-dimensional)COFs。而C2+C4的反应基团对称性构筑基元的组合，则可以形成矩形孔道形状的2DCOFs。不同长度的构筑基元，形成的孔道的尺寸也各不相同，所以，COFs材料具有MOFs和无机沸石材料所不具备的孔道形状和尺寸可调性（微孔或者介孔）。随后，利用一个对称性构筑基元和一个对称性低的构筑基元的组合，发生可逆共价化学反应后，科研人员发现其形成的是具有多种孔道形状的异孔COFs[225]，为COFs的孔道设计和结构调整提供了新思路。另外，利用四面体(Td)立体几何形状的甲烷类[226,227]、金刚烷类[228,229]等构筑基元和不同几何结构的构筑基元组合反应，可以得到具有不同拓扑结构的3D(Three-dimensional)COFs[216,230,231]。随着研究的深入，各种孔道种类和形状的2DCOFs被开发设计出来，而3DCOFs的结构设计报道相对较少，这主要是因为三维几何形状的构筑基元的稀有，以及形成规整有序的晶态3DCOFs非常具有挑战性。图1-12用于构建2DCOFs和3DCOFs的不同几何形状的有机构筑基元Figure1-12Thecombinationofbuildingblockswithdifferentgeometriestodesign2DCOFsand3DCOFs1.2共价有机框架材料的合成尽管可逆共价化学反应和有机构筑基元的选择是制备COFs晶体材料的前提条件，但反应介质和条件包括温度、压力、催化剂等的选择，才是实现COFs晶体生长的保证和关键因素。COFs材料发展十几年以来，各种合成方法包括溶剂热法、微波法、离子热法、机械化学法、界面法、室温法等被开发用于COFs晶体材料的制备[200,201,205]。溶剂热法是COFs材料合成的最常用的一种方法，通常是先将反应单体、反应溶剂、催化剂加入派热克斯管，经过冷冻-抽气-解冻三次循环后，将体系真空密封，置于一定温度下反应若干时间。该合成方法往往可以制备得到结晶度较高的COFs材料。在该反应体系中，反应溶剂的种类（一般为混合溶剂）、反应单体的浓度和在溶剂中的溶解性、催化剂的种类（一般为醋酸）、反应温度（80-120℃）、反应时间（2-9天）等都对晶态COFs材料的形成有重要的影响。目前，该方法依然是实验室获得高结晶性能的COFs材料的常用方法，但是，较为的苛刻的反应条件（需高温和反应时间）、操作繁琐和有毒溶剂（多为致癌类化合物），使其难以满足大规模的工业生产需求。微波法是借助微波辅助加快反应速率，高效合成COFs晶体材料的一种方法。微波法的操作通常是将溶解反应单体的反应溶剂，置于氮气填充后者真空状态的微波管中，在一定温度下，反应1小时。微波法比溶剂热法更加省时高效，且通过该方法所合成的COFs材料孔道内的溶剂或者残留物更少。多种COFs材料包括硼酸酯键COF-5[232]和COF-102[233]、亚胺键TpPa-COF[234]等都已经成功通过微波法制备出来。离子热法是合成三嗪类COFs晶体材料的方法[235-237]。虽然CTF的配体种类很多，但是，合成的CTFs基本为无定性材料。Thomas课题组[235]于2008年，首次利用离子热法制备得到了CTF-1晶体材料，他们将对苯二氰的环三聚反应，在400℃的熔融ZnCl2离子液体中进行。在该反应中，ZnCl2离子液体既是反应溶剂，也是催化剂。2018年，裘式纶课题组[237]报道了一种常温常压离子热制备一系列3D亚胺键COFs的方法。以1-丁基-3-甲基咪唑双（（三氟甲基）磺酰）亚胺离子液体为反应溶剂键催化剂，常温常压下，3分钟即可得到3D-IL-COF-1。尽管该3DCOFs材料提供了一个绿色大规模制备COFs材料的案例，但是，由于离子热法合成三嗪COFs的单体可供选择较少，所以，该方法依然有很大的局限性。机械化学法是适合于快速绿色合成席夫碱反应的COFs材料的一种方法[238-240]。相比溶剂热和微波辅助法，机械化学法制备得到的COFs材料的比表面积较小（一般小于100m2g-1），晶型较差。但另一方面，机械化学法可以克服大部分溶剂热法和微波法合成COFs材料的不足知促，例如，操作繁琐且需要筛选和优化合适的溶剂、催化剂、反应温度、反应时间等多种反应条件。Banerjee课题组[238,239]利用该方法室温研磨制备了一系列具有层状形貌的COFs材料，包括TpPa-1，TpPa-2，TpPa-NO2，TpPa-F4，TpBd，TpBd-NO2，TpBd-Me2以及TpBd-(OMe)2，但这些COFs材料的晶型通常较差。之后，在优化各项反应条件基础上，液相辅助研磨法被发展用于改善COFs材料的比表面积和晶型。少量的催化剂和溶液加入研钵中后，反应的速率和均一性都有所增强，从而提升了COFs材料的晶型[241-243]。界面法是一种可控制备一定厚度COFs薄膜的新方法[244-247]，而上述的溶剂热和微波法得到的都是不溶性和不可加工的COFs粉末。该方法制备的COFs膜可大规模加工成型，为COFs材料的工业化应用提供了可能，在膜分离领域有重大应用前景。例如，Banerjee课题组[244]采用两相界面法合成了4种大面积的COFs薄膜(Tp-Bpy,Tp-Azo,Tp-Ttba,Tp-Tta)，醛基单体（1,3,5-(三甲酰基)间苯三酚）溶解在二氯甲烷中，氨基单体和催化剂对甲苯磺酸则溶于水相，通过二氯甲烷和水溶液两相扩散，在界面处形成100nm左右厚度的均匀自支撑COFs薄膜。室温法是COFs材料合成领域最简单高效的一种方法[248-250]，尤其适合对溶剂热法和微波法的反应条件不兼容的有机构筑基元。Peng等人[248]发展了一种室温悬浮液法批量制备晶型良好、孔隙度高的亚胺键COF-LZU1、烯胺键COFs(TpPa-1)、吖嗪键N3-COFs。该方法首先将其反应单体都超声溶解于特定溶剂中，载缓慢加入一定体积和浓度的醋酸溶液，所得混合悬浮液室温静置3天，即可得到COFs晶体材料。该方法还进行了放大实验，采用连续流通合成法可大批量制备COF-LZU1晶体材料。Ding等人[250]同样采用室温悬浮液法制备了腙键COFs(COF-42、COF-43)。之后，Ma等人[251]利用该方法合成了晶型良好、孔隙度高的的席夫碱反应类型的COF-V，其反应溶剂为乙腈和水，醋酸催化。通过调控酸的量，可使其粒径分布在400nm到4μm之间。同时，该反应体系具有一定的普适性，一系列的席夫碱反应类型的COFs材料都可通过该方法合成。1.3共价有机框架材料的功能化共价有机框架材料因为其长程有序的刚性结构、高比表面积和孔隙度，自2005年被报道以来，已经被广泛应用于各个学科领域[201,204]。相比于无机多孔材料和MOFs材料，COFs的结构和功能的可调性更强，在种类繁多的可购或者可定制的的有机构筑基元基础上，选择不同几何形状和官能的有机构筑基元，理论上，可以设计合成出特定孔道形状、大小，特定拓扑结构和功能化的2D或者3DCOFs[202,252]。通过对COFs的框架结构和功能进行调控，COFs的物理化学特性得到改善，从而赋予其更加理想的或者新的功能。目前，COFs的结构和功能化修饰的方法（图1-13）主要有自下而上法(bottom-up(presyntheticapproach))和合成后修饰法(Postsyntheticmodification(PSM)approach)。图1-13自下而上和合成后修饰的COFs功能化策略[253]Figure1-13Bottom-upandpostsyntheticmodificationstrategiesforfunctionalizationofCOFs[253]自下而上策略是一种最直接的COFs功能化方法[201,254]。根据COFs的形成理论，选择带有不同官能基团的有机构筑基元，理论上可以设计合成出特定功能化的2D或者3DCOFs。这种从头合成策略的一大优势在于，COFs材料的功能化位点均一性好，从而进一步提升其化学稳定性。王为课题组[255]采用该策略合成了两种手性功能化的COFs材料(LZU-72、LZU-76)。同样，Lu等人[256]选择带硫醚基团的有机构筑基元，制备得到硫醚功能化的COFs材料，用于固载金属纳米粒子。Chandra等人[257]采用带有磺酸基(-SO3H)的有机构筑基元，合成了磺酸功能化的COFs材料。尽管利用该方法，在理论上可以设计合成出所有理想的COFs，且已有多种功能化COFs被成功制备，但不可否认的是，在实际操作中，该方法有非常大的缺陷，比如，带有特定官能团的有机构筑基元的合成难度大，分子尺寸的增大容易干扰COFs框架的规律性。因此，该方法目前并没有被广泛用于功能化COFs的合成。合成后修饰策略是区别于自下而上合成策略的一种方法，该方法可以在不影响COFs材料的晶型和框架的基础上，高度灵活地在COFs的骨架上修饰不同种类和数量的功能基团[224,253,254,258]。同时，PSM策略可以避开自下而上合成策略中活性基团和反应条件不兼容的缺陷，通过特殊的成键、化学反应或者主客体作用等方式，将活性功能基团修饰在COFs骨架上。因此，目前COFs的PSM策略主要分为三种：骨架侧基修饰(pendantgroupandskeletonmodification)，成键功能化(linkagefunctionalization)，主客体作用(host-guestfunctionalization)。第一种骨架侧基修饰法，是PSM策略最常用的方法。该方法主要是利用预先设计的功能单体和COFs的侧基之间的化学反应，将功能基团修饰在COFs骨架上。如图1-14所示，目前为止，多种化学反应已经被发展用于COFs的骨架侧基修饰，根据其成键类型，可以分为三氮唑[259-261]、酯[262,263]、酰胺[264]、酰胺肟[265,266]、硫醚[267-269]、硫代氨基甲酸酯[270]和醚[271,272]等。三氮唑的成键主要是利用叠氮基和炔基之间的Cu(Ⅰ)点击反应。江东林课题组[259]首先合成了带有叠氮基的COF-5，然后将炔基单体通过Cu(Ⅰ)点击反应修饰在COF-5的骨架上。通过对炔基单体的基团进行切换，该方法可以制备一系列不同功能化的COF-5，功能基团修饰的数量可控。同时，COF-5功能化后，晶型和孔道保持完好，对不同的气体表现出不同的亲和力，是潜在的气体分离材料。随后，该课题组[260]再次利用点击反应成功制备了手性功能化的晶态COFs材料作为手性催化剂。Royuela等人[261]先合成带炔基的亚胺键COF，然后，利用炔基尿嘧啶发生点击反应，得到尿嘧啶功能化的COFs材料，可用于水相环境中腺嘌呤的选择性识别。酯键类型的骨架侧基修饰主要是依靠COFs自带的羟基与酸酐类功能单体，发生温和高效的开环反应。江东林课题组[262]利用该反应，在自带羟基的2DCOFs的孔道上修饰上丁二酸酐，得到羧基功能化的2DCOFs，并将其作为烟气中二氧化碳的吸附剂。方千荣课题组[263]先合成了自带羟基的3DCOFs，然后，将丁二酸酐单体与其发生开环反应，得到首例羧基功能化的3DCOFs，表现出优异的镧系离子吸附能力。酰胺键类型的骨架侧基修饰主要是应用于氨基COFs的功能化，这是因为目前还未有自带羧基或者羰基的COFs的报道。Lohse等人[264]首先制备了自带硝基的COFs(TpBD(NO2)2)，通过还原，转化为带氨基的TpBD(NH2)2。利用氨基和醋酸酐之间的反应，得到酰胺键的COFs，其保持了原始COFs良好的晶型和化学稳定性，对乳酸表现出良好的吸附能力。酰胺肟成键类型的骨架侧基修饰主要是利用带氰基的COFs和羟胺反应，这种成键方式的COFs可用于核废料处理。马胜前课题组[265]利用该反应，在自带氰基的2DCOFs(COF-TpDb)表面修修饰了羟胺，得到酰胺肟功能化的COFs(COF-TpDb-AO)，其很好地保持了原始COFs的框架结构、孔隙率和化学稳定，成功用于核废料铀的吸附。硫醚键类型的骨架侧基修饰主要是通过巯烯点击反应。马胜前课题组[267]首先合成了自带乙烯基的介孔2DCOFs(COF-V)，然后利用偶氮二异丁氰(AIBN)引发巯烯点击反应，在其骨架上修饰上了乙二硫醚，得到硫醚功能化的COFs(COF-S-SH)。该功能化COFs具有良好的晶型、孔隙度，表面修饰上了丰富的硫元素，是一种优异的重金属离子去除剂。之后，他们[268]利用该反应，同样在COF-V表面修饰了1H,1H,2H,2H-全氟癸硫醇，得到超疏水性的介孔2DCOFs。硫代氨基甲酸酯键类型的骨架侧基修饰是通过COFs上的羟基和异硫氰酸基团发生偶联反应。Rager等人[270]利用该偶联反应，在大孔羟基COFs骨架上修饰上了异硫氰酸荧光素(FITC)，得到荧光激活COFs(T-COF-OFITC)。醚键类型的骨架侧基修饰主要是利用羟基COFs和带卤素基团的功能单体发生威廉姆森迷合成反应。Dong等人[271]合成了含有羟基的介孔2DCOFs([HO]x%-Py-COFs)，通过威廉姆森迷合成反应，在羟基位点上修饰离子液体（（2-溴乙基）三乙基溴化铵(Et4NBr)），得到[Et4NBr]x%-Py-COFs(x=25–100)。图1-14COFs的骨架侧基修饰的成键类型Figure1-14FormationoftypicalcovalentbondsadoptedinpostsyntheticallyfunctionalizingthestructuralbackboneofCOFs.第二种成键功能化，是PSM策略的另外一种方法，主要基于对COFs的成键进行氧化还原或者环聚合反应。例如，亚胺键COFs采用亚氯酸钠（作为氧化剂）、乙酸（作为缓冲剂）和2-甲基-2-丁烯的反应体系，其中的亚胺键被转化为更稳定的酰胺键，得到的COFs框架结构保持较好，化学稳定性增强[273]。亚胺键2DCOFs(COF-366-M)和3DCOFs(COF-300)中的亚胺键被硼氢化钠还原为胺键，转化得到的COF-366-M-AR和COF-300-AR稳定性明显增强，电化学性能也得到提升[274]。另外亚胺键COF-1通过aza-DielsAlder环加成反应，被转化为更加稳定的醌键COFs[275]。第三种主客体作用，也是PSM策略的一种常用方法，主要是通过范德华力、π﹣π作用、亲疏水作用等，将客体分子装载进入COFs的多孔结构中。例如，Guo等人[222]通过热升华扩散法将光响应的C60分子装载入高稳定性、电子共轭的2D吩嗪COFs(CS-COF)的孔道中，得到电子给体-受体的CSCOF⊃C60。Xu等人[276]通过热蒸发法将N-杂环（三氮唑和咪唑）质子载体装载入高稳定性TPB-DMTP-COF中的六角形孔道内，得到trz@TPB-DMTPCOF和im@TPB-DMTP-COF的质子导体。1.4共价有机框架材料在翻译后修饰蛋白质组分离分析中的应用和MOFs材料相比，COFs除了具有高比表面积、高孔隙率和可功能化修饰等优点外，其有机构筑基元间的共价键链接方式所带来的出色的化学稳定性，使其成为一种优异的固相萃取吸附剂。近年来，科研工作者们通过COFs的合成与功能化，已成功将其应用于翻译后修饰蛋白质组分离分析研究。1.4.1共价有机框架材料在磷酸化蛋白质组分离分析中的应用共价有机框架材料因为没有类似MOFs的不饱和金属位点，所以，一般需要进行功能化之后，才能具备磷酸化肽亲和富集性能。目前已报道的COFs用于磷酸化肽分离富集的策略主要有IMAC和胍基亲和作用[277-281]。申烨华课题组[277]首次制备了Ti4+固载的亚胺键COFs复合材料(TpPa-2-Ti4+)用于磷酸化肽的分离富集，其中Ti4+的固载并不是通过COFs表面修饰的功能基团，而是利用TpPa-2框架上的氨基和酮的层间配位。TpPa-2-Ti4+对磷酸化肽的富集灵敏度为4fmol，成功应用于牛奶样和HeLa细胞裂解液中磷酸化肽的分离富集。之后，Gao等人[278]借鉴方千荣课题组3DCOFs的羟基功能化策略，采用合成后连续修饰法，制备了表面磷酸根修饰的核壳磁性COFs复合材料(PA-MCNC@COF)，通过固载Zr4+后，便得到IMAC功能COFs材料(MCNC@COF@Zr4+)。因为磁球的引入，MCNC@COF@Zr4+可实现快速磷酸化肽分离富集；同时，得益于COFs的大比表面积、强化学稳定性和高Zr4+固载量，该磁性COFs复合材料对磷酸化肽表现出高富集容量(46.48mgg−1)，低富集灵敏度(10fmol)，并成功从人血清中快速富集到4条内源性磷酸化肽。张维冰课题组[279]采用合成后连续修饰法，同样制备了Ti4+固载的核壳磁性COFs复合材料(Fe3O4@SiO2@TpPa-Ti4+)。因为更高的Ti4+固载量，该磁性COFs复合材料表现出更加优异的富集性能，成功应用于HeLa细胞和鼠脑裂解液中磷酸化肽的分离富集。贾琼课题组[280]选择带有胍基功能基团的有机构筑基元，在磁性纳米粒子表面修饰上自带胍基功能基团的COFs涂层，得到胍基修饰的磁性COFs复合材料(Fe3O4@iCOFs)，对磷酸化肽表现出极低的富集灵敏度(0.4fmol)，并可以用于牛奶样和HeLa细胞裂解液中磷酸化肽的分离富集。尽管以上COFs材料可以实现磷酸化肽的分离富集，但是，其富集性能都不太理想。因此，如何提高功能基团的修饰数量，且保证COFs材料多孔结构和高比表面保持较好，是COFs在磷酸化肽分离富集应用中需要重点解决的问题。1.4.2共价有机框架材料在糖基化蛋白质组分离分析中的应用共价有机框架材料在糖基化肽分离富集中的应用和MOFs相似，主要是基于HILIC和BAC策略，但是，因为COFs材料比MOFs更强的化学稳定性，所以，COFs在糖基化肽分离富集中具有更好的应用前景。张新祥和周颖琳课题组[282]首次将亚胺键COFs(TpPa-1)应用于HILIC策略分离富集糖基化肽，其比表面积大、具有多孔结构，对糖肽的富集灵敏度低至fmol水平，可从10μL人血清中富集到归属于70个糖蛋白的128条糖基化肽。钱小红课题组[283]将磁性纳米粒子引入COFs材料中，制备了核壳结构的磁性COFs复合材料(Fe3O4@TpPa-1)用于糖基化肽的快速亲水富集，其灵敏度为28fmol，可从人血清中富集到228条糖肽。邓春晖课题组[284]选择带有亲水基团的有机构筑基元，在磁性纳米粒子表面修饰亲水COFs涂层，得到核壳结构磁性亲水COFs复合材料(mCTpBD)，其对糖基化肽的富集灵敏度为0.5fmol/μL，且具有蛋白尺寸排阻效应，成功用于正常人和疾病人唾液中内源性糖基化肽的分离富集。高明霞课题组[285]进一步将石墨烯引入COFs进行糖肽富集，其首先合成了磁性纳米粒子点缀的石墨烯，然后，在石墨烯表面修饰COF-5涂层。基于COF-5的亲水性以及石墨烯的大表面积，该磁性COFs复合材料(MagG@COF-5))用于糖肽的分离富集检测限极低(0.5fmol/μL)，仅从1μL人血清中即可富集到归属于85种糖蛋白的232条糖基化肽。张新祥和周颖琳课题组[286]利用TpPa-1的多孔结构负载大量的银纳米粒子，随后利用金属和硫之间的亲和作用，在其表面固载大量的谷胱甘肽，从而制备了谷胱甘肽修饰的亲水COFs复合材料(TpPa-1@Ag@GSH)。该TpPa-1@Ag@GSH复合材料可作为ZIC-HILIC糖基化肽亲和富集吸附剂，对糖肽的富集灵敏度低至1fmol，富集容量高(160mgg-1)，选择性高(1:1500的IgG和BSA摩尔比)，并成功用于10μL人血清中糖肽的富集(223条)。而蓝芳课题组[287]则利用骨架侧基修饰的PSM策略，以巯烯点击反应在核壳磁性COF-V的骨架上共价键合上谷胱甘肽。得益于COFs材料的多孔结构和高比表面积，该磁性COFs复合材料(MCNC@COF@GSH)表面暴露了丰富的GSH亲水位点，表现出优异的糖基化肽选择性分离富集性能，包括低富集灵敏度(0.01fmol/μL)，高选择性(1:5000的IgG和BSA摩尔比)，可从10μL人唾液中富集到143条内源性糖基化肽。另外，Gao等人首次采用骨架侧基修饰的PSM策略，发展了基于硼酸根修饰的磁性核壳COFs复合材料(MCNCs@COF@PBA)的糖基化肽分离富集方法，其首先在磁性纳米粒子表面修饰了自带炔基的COFs涂层，然后发生Cu(Ⅰ)点击反应，在COFs骨架上共价键合叠氮基苯硼酸。该磁性核壳COFs复合材料可以BAC策略进行糖基化肽的选择性亲和富集，对糖基化肽的富集选择性好(1:600的HRP和BSA摩尔比)，灵敏度高(100amol)，回收率高(∼93%±3%)，被成功用于HeLa细胞中外泌体糖基化肽的分离富集。尽管如此，COFs在糖基化肽分离富集中的应用还处于起步阶段，研究最多的是HILIC策略，所以，探讨更多的COFs功能材料，提高COFs功能化位点的修饰效率，发展更多的基于COFs的糖基化肽分离富集策略，依然是COFs在糖基化肽分离富集领域的主要方向。参考文献[1]BaakJPA,JanssenEAM,SoreideK,etal.Genomicsandproteomics—thewayforward[J].AnnalsofOncology,2005,16:ii30-ii44.[2]SauerS,LangeBMH,GobomJ,etal.Miniaturizationinfunctionalgenomicsandproteomics[J].NatureReviewsGenetics,2005,6(6):465-476.[3]AggarwalK,LeeHK.Functionalgenomicsandproteomicsasafoundationforsystemsbiology[J].BriefingsinFunctionalGenomics,2003,2(3):175-184.[4]PandeyA,MannM.Proteomicstostudygenesandgenomes[J].Nature,2000,405(6788):837-846.[5]CoxJ,MannM.IsProteomicstheNewGenomics?[J].Cell,2007,130(3):395-398.[6]SmithLM,KelleherNL,LinialM,etal.Proteoform:asingletermdescribingproteincomplexity[J].NatureMethods,2013,10(3):186-187.[7]AebersoldR,AgarJN,AmsterIJ,etal.Howmanyhumanproteoformsarethere?[J].NatureChemicalBiology,2018,14(3):206-214.[8]JiangY,SunA,ZhaoY,etal.Proteomicsidentifiesnewtherapeutictargetsofearly-stagehepatocellularcarcinoma[J].Nature,2019,567(7747):257-261.[9]ShimogawaMM,SaadaEA,VashishtAA,etal.Cellsurfaceproteomicsprovidesinsightintostage-specificremodelingofthehost-parasiteinterfaceintrypanosomabrucei[J].Molecular&CellularProteomics,2015,14(7):1977-1988.[10]PicottiP,BodenmillerB,MuellerLN,etal.FulldynamicrangeproteomeanalysisofS.cerevisiaebytargetedproteomics[J].Cell,2009,138(4):795-806.[11]HortinGL,SviridovD.Thedynamicrangeproblemintheanalysisoftheplasmaproteome[J].JournalofProteomics,2010,73(3):629-636.[12]MoradianA,KalliA,SweredoskiMJ,etal.Thetop-down,middle-down,andbottom-upmassspectrometryapproachesforcharacterizationofhistonevariantsandtheirpost-translationalmodifications[J].Proteomics,2014,14(4-5):489-497.[13]ChenB,BrownKA,LinZ,etal.Top-downproteomics:readyforprimetime?[J].AnalyticalChemistry,2018,90(1):110-127.[14]ZhangY,FonslowBR,ShanB,etal.Proteinanalysisbyshotgun/bottom-upproteomics[J].ChemicalReviews,2013,113(4):2343-2394.[15]WuC,TranJC,ZamdborgL,etal.Aproteasefor'middle-down'proteomics[J].NatureMethods,2012,9(8):822-824.[16]DeribeYL,PawsonT,DikicI.Post-translationalmodificationsinsignalintegration[J].NatureStructural&MolecularBiology,2010,17(6):666-672.[17]GallegoM,VirshupDM.Post-translationalmodificationsregulatethetickingofthecircadianclock[J].NatureReviewsMolecularCellBiology,2007,8(2):139-148.[18]VucicD,DixitVM,WertzIE.Ubiquitylationinapoptosis:apost-translationalmodificationattheedgeoflifeanddeath[J].NatureReviewsMolecularCellBiology,2011,12(7):439-452.[19]KruegerKE,SrivastavaS.Posttranslationalproteinmodifications:currentimplicationsforcancerdetection,prevention,andtherapeutics[J].Molecular&CellularProteomics,2006,5(10):1799-1810.[20]PagelO,LorochS,SickmannA,etal.Currentstrategiesandfindingsinclinicallyrelevantpost-translationalmodification-specificproteomics[J].ExpertReviewofProteomics,2015,12(3):235-253.[21]CohenP.Theoriginsofproteinphosphorylation[J].NatureCellBiology,2002,4(5):E127-E130.[22]KarinM,HunterT.Transcriptionalcontrolbyproteinphosphorylation:signaltransmissionfromthecellsurfacetothenucleus[J].CurrentBiology,1995,5(7):747-757.[23]BourretRB,BorkovichKA,SimonMI.Signaltransduction