[发明专利]一种核酸提取磁珠的制备方法及应用

说明书

技术领域

本方面属于磁性材料制备技术领域，特别是涉及一种核酸提取磁珠的制备方法及应用。

背景技术

磁珠是一种包被有生物活性基团的功能化载体，可分散于基液中形成磁性液体材料，生物活性基团可以与多种生物活性物质发生偶联，兼具有液体的流动性和固体磁性颗粒材料的双重特点。磁珠在外磁场的作用下可以定向移动和集中，撤去外磁场后，又可以恢复原来的结构与状态，从而使复杂的液固分离技术变得快捷简便。通过简单的洗脱即可得到纯度很高的靶向物质。目前，磁珠已被广泛应用于免疫分析、核酸分离提取、细胞分选、酶的固定等多个领域。对于核酸提取技术而言，磁珠法具有常规提取方法无法比拟的独特优势，诸如提取和纯化一步完成，定量提取，实现提取自动化，对于初学者而言操作简便。

纳米Fe₃O₄由于其制备简单、稳定性高、较强的超顺磁性、生物相容性和表面易于修饰等特点，成为目前应用最广泛的磁珠材料之一。但是，由于纳米Fe₃O₄的小尺寸效应、磁偶极子引力等作用，磁性纳米粒子易于团聚，且化学稳定性不高易受氧化，表面羟基不足，导致其难以直接应用到生物领域。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种核酸提取磁珠的制备方法，其工艺流程简单，操作简便，原料成本低，适宜于工业化大批量生产；制得的核酸提取磁珠，其为核壳结构磁珠，具有良好的生物相容性，并能与核酸特异性结合；而且还提供上述核酸提取磁珠在核酸提取中的应用。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种核酸提取磁珠的制备方法，其包括以下步骤：

S1、Fe₃O₄纳米颗粒的制备

分别配制浓度为0.1～1mol/L的Fe³⁺和Fe²⁺盐溶液，按Fe³⁺与Fe²⁺物质的量的比为1.5～2.0混合；上述混合液搅拌均匀后，加入0.15mol/L的聚乙二醇-8000水溶液，聚乙二醇-8000体积为Fe盐溶液总体积的1/10~1/5，通入氩气除氧30 min，调整反应体系温度60～70℃，再向混合液中滴加质量浓度为25％氨水至体系PH值为10～11，在温度为70～80℃条件下反应3～6h，冷却至室温后，磁分离出黑色沉淀，依次用质量浓度为1％氨水、5%NaCl及去离子水反复洗涤沉淀物数次至洗涤液为中性，-10～-20℃冷冻干燥24～48h，得到超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒；

其中磁性纳米Fe₃O₄粒子颗粒分散到超纯水中经超声分散处理1h后，用纳米激光粒度仪测得其二次粒径为100～300nm，饱和磁化强度较高为57.4～79.4 emu/g；

S2、纳米硅基磁珠的制备

将步骤S1中所得的超顺磁性Fe₃O₄纳米颗粒称取2～500g分散到0.1～3L无水乙醇中超声波处理30～60min后，加入20～1000ml浓度为10～50g/L的分散剂，搅拌均匀后，向混合液中加入质量浓度为25％氨水至体系PH值为10，再滴加0.25～500ml体积比为1:1的正硅酸四乙酯与乙醇混合溶液，控制滴加速度为0.1～0.5ml/min，体系温度为30～50℃，滴加完毕后反应3～5h，磁分离出表面硅基修饰的Fe₃O₄纳米颗粒，用去离子水反复洗涤数次至洗涤液PH值为6～7，超声分散15～30min，分散在万分之二NaN₃水中，即得到硅基包被磁珠。

进一步地，上述步骤S2中采用的分散剂为乙二胺四乙酸二钠、柠檬酸三钠、十六烷基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮中的一种或几种混合。

上述方法制得的硅基磁珠，其为核壳结构，包括Fe₃O₄纳米颗粒内核，SiO₂外壳层，SiO₂外壳层包覆在多个Fe₃O₄纳米颗粒外表面；硅基磁珠经超声分散处理1h后，用纳米激光粒度仪测得其二次粒径为400nm ~1μm，饱和磁化强度为43.0～74.5emu/g。

上述方法制得的核酸提取磁珠，无外加磁场时，呈黑色悬浮液状态，放置有永磁铁时，核酸提取磁珠能够与水快速分离。