[发明专利]一种金属螯合磁性微珠及其制备方法

说明书

本发明提供一种金属螯合磁性微珠及其制备方法，该金属螯合磁性微珠以超顺磁性的纳米四氧化三铁为内核，在其表面包裹一层二氧化硅，然后，采用由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸形成的配体对二氧化硅的表面进行修饰，配体中硅烷偶联剂和环氧氯丙烷可作为连接臂延长金属离子与磁核的距离，减少非特异性吸附，从而提高磁珠对标签蛋白的特异性吸附，并减少目标蛋白与磁珠结合的空间阻碍使其具有较高的蛋白质提取效率，而配体中亚氨基二乙酸可螯合与组氨酸标签蛋白有很强结合力的金属离子，使得本发明的金属螯合磁性微珠具有较高的选择性分离蛋白的能力。

技术领域

本发明涉及生物材料技术领域，特别涉及一种金属螯合磁性微珠及其制备方法。

背景技术

蛋白质是生物体中含量最多，功能最重要的大分子。蛋白质在了解生物内部结构和环境、生物工业化生产和生物医疗等方面有着至关重要的作用。提取分离以及纯化目标蛋白是研究蛋白质的基础。利用蛋白质分子的大小、溶解度、电荷不同已有多种提取蛋白质的方法。例如，利用蛋白质分子的大小可采用密度梯度离心、超滤、凝胶过滤等方法，利用溶解度不同可采用等电点沉淀等方法，利用电荷不同可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳、离子交换层析等方法。

其中，金属螯合层析技术是提取分离蛋白质的优良方法。过渡态金属离子中有空轨道，空轨道可与氨基酸残基上的活性基团形成配位键。当蛋白质上的氨基酸基团例如氨基和羧基与金属配位能力较强时，就能与金属离子形成配位键产生复合物。根据蛋白质基团种类数量、构象以及金属元素的不同，螯合金属与蛋白质的亲和力大小也不同。利用这一特性，金属螯合层析可以起到特异性分离纯化蛋白的作用。但现有的金属螯合层析技术存在重复使用率低，分离纯化效率不高，产品成本较高等缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在设计并制备一种新型金属螯合磁性微珠，以解决现有金属螯合磁珠的蛋白质提取效率较低、成本高的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种金属螯合磁性微珠，包括纳米四氧化三铁磁核；所述纳米四氧化三铁磁核的表面包裹有二氧化硅；所述二氧化硅的表面修饰有用于螯合金属离子的配体；所述配体由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸组成。

可选地，所述金属螯合磁性微珠的平均粒径为100-300nm。

可选地，所述金属离子为Cu²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺、Co²⁺中的一种。

可选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。

可选地，所述硅烷偶联剂、所述环氧氯丙烷和所述亚氨基二乙酸的摩尔比为2∶1∶1。

本发明的第二目的在于提供一种制备上述金属螯合磁性微珠的方法，该制备方法，包括以下步骤：

1)纳米四氧化三铁磁核的制备：将Fe(NH₄)₂·(SO₄)₂·6H₂O、FeCl₃·6H₂O溶于除氧去离子水，在氮气保护下，水浴加热、搅拌并用氨水调节pH至11，然后，升温陈化，磁分离，得到纳米四氧化三铁磁核；

2)二氧化硅磁珠的制备：将所述纳米四氧化三铁磁核配制成纳米四氧化三铁磁核溶液，向所述纳米四氧化三铁磁核溶液中加入乙醇和去离子水，混合均匀，然后，加入浓氨水，搅拌并滴加正硅酸乙酯，随后，加热、搅拌，进行二氧化硅包裹反应，待所述二氧化硅包裹反应结束后，磁分离，得到二氧化硅磁珠；

3)配体的制备：向氢氧化钠溶液中加入亚氨基二乙酸溶液，然后，在一定温度下搅拌，并加入环氧氯丙烷，进行亲核取代反应，待亲核取代反应结束后，在冰浴条件下，滴加硅烷偶联剂，搅拌，再加入氢氧化钠，升温，进行氨基修饰反应，得到配体；