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蛋白质磷酸化修饰作为最重要的翻译后修饰之一,参与调节细胞生长、分化以及程序性死亡等生理功能。由于磷酸化肽段丰度较低,往往需要预先富集再行鉴定。目前,磷酸化丝氨酸/苏氨酸多肽富集的方法已经较为成熟,相比之下,由于磷酸化酪氨酸（p-Tyr）肽段的丰度更低,主要依赖于抗体富集,但抗体富集存在特异性差、成本高等局限性,因此开发新的高效富集磷酸化酪氨酸肽段方法有很大必要性。本研究通过溶胶凝胶法设计合成新型纳米材料Er（铒）-Nd（钕）-TiO2,X射线衍射（X-ray diffraction,XRD）表明Er-Nd-TiO2纳米材料呈锐钛矿晶型,透射电镜（Transmission Electron Microscope,TEM）,X射线光电子能谱分析（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）以及X射线能谱分析（Energy Dispersive X-ray Spectroscopy,EDS）均检测到Nd和Er两种元素,证明Er-Nd-TiO2被合成。基于离子半径及XPS结果,表明Nd和Er两种元素分布于TiO2表面。N2吸附解析实验证明,由于Nd和Er两种元素的添加,Er-Nd-TiO2纳米材料比表面积（202.1 m2·g-1）高于前体P25 TiO2的比表面积（50.0m2·g-1）,为p-Tyr肽段提供了更多的吸附位点。我们合成4条p-Tyr标准肽LPSSPVp YEDAASFK,ELFDDPSp YVNVQNLDK,NATpYVNVK,DRVpYIHPF,与β-酪蛋白/BSA酶解物以不同比例混合,来探究纳米材料Er-Nd-TiO2对p-Tyr肽段的吸附性能。结果表明,Er-Nd-TiO2对p-Tyr标准肽的质谱检测灵敏度为5×10-10 M。当标准肽（5×10-8 M）:β-酪蛋白:BSA摩尔比为1:100:100时,TiO2和Er-Nd-TiO2均可富集到DRVpYIHPF肽段,但后者信噪比明显高于前者（S/N=34.33 vs S/N=16.16）,对于肽段FQpSEEQQQTEDELQDK（β-酪蛋白酶解物）前者信噪比高于后者（S/N=87.4 vs S/N=74.89）。当摩尔比为1:1000:1000时,Er-Nd-TiO2能富集到肽段DRVpYIHPF（S/N=13.12）;而TiO2未能富集到任何标准肽,但对序列FQpSEEQQQTEDELQDK存在非特异性吸附。利用血清稀释4条标准肽以研究Er-Nd-TiO2在半复杂样品中对p-Tyr肽段的吸附性能。当浓度稀释至5×10-99 M时,Er-Nd-TiO2富集到4条标准肽,Ti O2只富集到肽段DRVpYIHPF;当浓度为5×10-1010 M时,Er-Nd-TiO2可以富集到DRVp YIHPF与ELFDDPSp YVNVQNLDK,TiO2未能富集到标准肽。为了评估纳米材料Er-Nd-TiO2在复杂生物样品中的应用,该材料被用于阿尔兹海默症患者脑脊液中的磷酸化蛋白质组学研究。质谱共鉴定到的磷酸化肽段有117条,去冗余后为91条,其中p-Tyr肽段有33条,占比为36%,远大于文献中所报道的1800:200:1。研究结果表明,与商业化TiO2相比,纳米材料Er-Nd-TiO2对pTyr肽段具有更好的特异性吸附,能应用于复杂生物样品中pTyr肽段的富集。