[发明专利]多功能磁性荧光微球及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及分子生物学和细胞遗传学领域，特别涉及多功能磁性荧光微球及其制备方法和应用。

背景技术

磁性纳米材料具有超顺磁特点，使其取得了广泛的生物学应用，如可以用于核磁成像，生物靶分子的分离、富集，生物传感，靶向药物输送等各个领域。近年来，开始出现了将磁性纳米材料与荧光物质进行组装，从而形成具有磁性和荧光双功能的材料，利用磁性纳米材料超顺磁的特点和荧光物质在紫外激发下发射荧光的特点，从而能够高分辨的进行可视化药物靶向的输送和动态观测。

磁性纳米材料与荧光物质偶联的方法主要有：1）微球生长法：其是以Fe₃O₄ 为核心，然后外面被覆一层荧光纳米材料，通过控制表面的被覆来进行双功能微球的组装。这种方法的缺点主要是由于Fe₃O₄核心的粒径太小，从而使得整个超顺磁的强度太低，用于生物分离效果太差，不适合进行可视化示踪。2）混合生长法：其是以SiO₂为核心，表面被覆Fe₃O₄ 和量子点的混合物，然后外表面再被覆一层聚合物，从而将磁性纳米材料和荧光物质聚合在一个有限的空间内形成一个双功能微球，该方法通过控制Fe₃O₄ 和量子点的混合比例，可以制成不同磁性和不同荧光强度的微球；然而该方法的主要缺点是表面被覆的Fe₃O₄和量子点的比例难以精确控制，从而其发光强度和磁性强度不易准确定量。3）多孔组装法：该方法采用SiO₂为核心，利用其多孔的结构，从而将Fe₃O₄ 和量子点按一定比例进行装载，使其进入SiO₂的多孔内形成双功能微球。该方法的最大缺陷是由于SiO₂的孔径是有限的，这样就限制了Fe₃O₄和量子点的大小。上述方法构建的具有磁性和荧光双功能的复合物是利用共价键将磁性纳米材料和荧光物质共价偶联，故其结合力较强，因此在进行生物学样本分离富集后不能将磁性纳米材料和荧光物质分离。由于生物学样本的基质具有复杂性，磁性微球对血液中的各种白蛋白，IgG等具有非特异性吸附，而这些非特异性吸附的蛋白分子会对的荧光检测造成极大的影响，从而引起假阳性或者假阴性结果的产生。

为了提高检测灵敏度和特异性，急需一种将生物学样本分离富集后能够将磁性纳米材料与荧光物质分离的多功能磁性荧光微球。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供多功能磁性荧光微球，检测灵敏度高和特异性好，富集后可以用限制性内切酶，将磁性纳米材料与荧光物质之间的连接切断，用外加磁场分离去除磁性纳米材料，能够避免因磁性纳米材料对检测样本中蛋白质和核酸分子的非特异吸附而影响检测结果。

为实现上述目的，技术方案为：

多功能磁性荧光微球，所述多功能磁性荧光微球包括磁性纳米材料、不同发射光谱特征的荧光材料、桥连DNA和标记有淬灭荧光基团的识别不同靶位点的生物探针，所述磁性纳米材料和荧光材料通过桥连DNA连接，所述桥连DNA含有限制性内切酶识别位点，所述生物探针偶联在所述荧光材料表面。

进一步，所述多功能磁性荧光微球是由桥连DNA一端标记的生物素与磁性纳米材料表面标记的链霉亲和素偶联，所述桥连DNA另一端通过末端标记的氨基与表面修饰有羧基的荧光材料偶联，所述荧光材料表面修饰的羧基偶联有至少一种生物探针。

本发明中可以在荧光材料表面同时偶联多种生物探针，可以在同一检测体系中同时实现多个靶位点的检测，加快了检测速度，同时能够降低检测成本。其中荧光材料优选为量子点，最优为CdTe量子点。

本发明中，磁性纳米材料优选铁系氧化物，更优选为四氧化三铁。

进一步，所述生物探针为分子信标或/和叶酸。

进一步，所述分子信标为识别至少一个靶位点的不同序列的寡核苷酸探针，所述寡核苷酸探针一端分别标记有最大发射波长间隔大于30nm的荧光材料，另一端标记淬灭荧光基团。

本发明中可以同时用不同发射光谱特征的荧光材料分别标记生物探针，根据检测颜色用于判断检测结果，为了防止荧光材料之间的相互干扰，选择最大发射波长间隔大于30nm的荧光材料进行标记，更优选为最大发射波长间隔40nm。