[发明专利]表面修饰二乙胺基乙基的磁性二氧化硅微球及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于材料合成、应用领域，涉及一种用于生物样品中分离核酸的 材料，具体涉及一种表面修饰二乙胺基乙基(DEAE)的磁性二氧化硅微球及 其制备方法和用途。

背景技术

生物磁分离技术是在传统磁分离技术的基础上发展起来，以细胞、细菌、 核酸和蛋白质等生物体为应用对象的高效分离技术。它利用磁性或磁性标记 生物体在外磁场作用下做定向运动这一特性，对目标生物体进行提取、富集、 分离和纯化。早期的工作主要集中于发展磁性标记物的制备技术上，包括通 过在磁流体中浸渍将磁性纳米粒子吸附到琼脂糖、聚丙烯酰胺、聚戊二醛和 聚乙烯醛等聚合物微球中。这种微球以颗粒大小分布均匀和磁性粒子含量均 匀为特征，保证了不同生物分离过程的可重现性和可控性。生物磁分离技术 与标准分离步骤相比有一定优势。首先磁分离过程通常非常简单，只涉及几 个处理步骤，所有的纯化步骤都可在单个试管或者容器中发生，不需要昂贵 的液相色谱系统、离心机、过滤器或者其它设备。分离过程可以在含有悬浮 固体物质的粗制样品上直接进行。在某些情况下，例如细胞内蛋白质的提取， 甚至可以整合裂解和分离步骤，从而缩短整个分离时间。磁分离技术对细胞、 蛋白质和核酸等生物体通常是非常温和的。与高速离心和亲和色谱相比，磁 分离技术具有较低的剪切力，能较好地保持被分离细胞的活力和生物分子的 生物活性。

目前，生物磁分离技术正在成为生命科学研究的一个重要手段。在分子 生物学领域中，核酸是现代生物学、医学研究中的重要课题。作为遗传信息 的携带者，DNA是基因表达的物质基础，除在生物体正常生长、发育和繁殖 等生命活动中的作用外，它与生命异常如肿瘤的发生、遗传疾病等也密切相 关。因此，对核酸分离纯化是许多研究领域的重要前提和保障。

目前常见的核酸分离方法有酚提取/沉淀法、层析法、密度梯度离心法等。 这些传统方法往往比较费时，步骤繁琐，需使用有机试剂，有损操作者健康。 所以有必要研究一种新的快速、方便的提取基因组DNA的方法。

Levison应用一种以磁性琼脂糖微球作为基质，表面修饰二乙胺基乙基 (DEAE)的磁性微球用于核酸提取。但其与核酸结合能力不高，每毫克磁粒 仅能结合约3.5μg核酸。

孙敏莉通过磁性纳米粒子与葡聚糖-DEAE包裹的方法合成一种磁性葡聚 糖-DEAE微球，并应用于大场杆菌中提取质粒，但未用于全血中核酸的提取。

上述两种表面修饰DEAE的磁性微球，由于DEAE直接修饰在基质的碳 羟基上，功能基团DEAE与基质距离较近，核酸与DEAE结合过程中受空间 位阻的影响较大，所以该磁球结合核酸能力不高。

发明内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种表面修饰 二乙胺基乙基的磁性二氧化硅微球及其制备方法及其用途，该方法设计合理、 工艺可行，依该方法制备出的微球提取核酸量大，该微球可应用于生物样品 中分离核酸。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

表面修饰二乙胺基乙基的磁性二氧化硅微球，其化学式为：

Fe₃O₄/SiO₂-GPTMS-DEAE

上述表面修饰二乙胺基乙基的磁性二氧化硅微球的制备方法，包括以下 步骤：

(1)制备磁性二氧化硅微球；

(2)磁性二氧化硅微球的环氧基化；

(3)二乙胺基乙基表面修饰：

(3.1)将步骤(2)制得的表面键合环氧基的磁性二氧化硅微球与稀盐酸 混合，边搅拌边加热反应；

(3.2)反应完毕后，磁性分离，得到沉淀物，将沉淀物用二次水洗涤；

(3.3)将二乙胺基乙基与NaOH水溶液混合溶解，加入步骤(3.2)洗涤 后的沉淀物，搅拌均匀，通过调节二乙胺基乙基和NaOH水溶液的相对量使 该混合溶液pH值至8～9，加热反应；

(3.4)反应完毕后，磁性分离，得到沉淀物，将沉淀物用二次水洗涤，再 用STET溶液洗涤后，放入STET溶液中，制备成表面修饰二乙胺基乙基的磁 性二氧化硅微球。

上述步骤(3.1)稀盐酸的浓度为0.01～0.05mol/L，表面键合环氧基的磁 性二氧化硅微球与稀盐酸的质量比为1∶100～500，搅拌速度为600～800转/ 分钟，加热至80～100℃，反应时间为2～4小时；