[发明专利]蛋白A包覆磁性纳米团簇以及制备方法及其在捕获抗体方面的应用

说明书

本发明公开了一种蛋白A包覆磁性纳米团簇以及制备方法及其在捕获抗体方面的应用，属于纳米磁性材料和生物技术领域。制备方法包括将水合三氯化铁、乙酸胺、乙二醇、聚丙烯酸和柠檬酸钠混合超声，利用微波辅助多元醇法制备了富含羧基的小尺寸四氧化三铁纳米团簇，然后在磁性团簇表面通过活化负载蛋白A，制得所述蛋白A包覆磁性纳米团簇。本发明充分结合了微波辅助加热法、蛋白A定向连接抗体以及荧光检测，制备了高性能的蛋白A包覆磁性纳米团簇，并且设计了一种简单有效检测捕获抗体的方法。蛋白A作为衔接蛋白定向连接抗体和磁性纳米团簇，这种特异性结合的技术在生物医学领域有重要价值。

技术领域

本发明属于纳米磁性材料和生物技术领域，具体涉及一种蛋白A包覆磁性纳米团簇的制备及其在捕获抗体方面的应用。

背景技术

设计和构建一种成功的靶向生物杂化磁性纳米探针是发展生物医学的主要目标，它位于纳米技术和分子生物学之间的接口。最终的挑战是开发可靠的策略，将靶向生物分子，特别是单克隆抗体IgG与磁性纳米颗粒结合。但是在结合时普遍会面临一个问题，即磁性材料会与IgG的非特异性位点结合，影响抗体的靶向效率。

蛋白A是金黄色葡萄球菌表面的一种细胞壁相关蛋白，它可以通过与IgG的Fc片段（Fragment crystallization结晶片段）可逆地结合多种IgG，特别对人类、兔子和鼠类的IgG表现出很高的亲和力。由于蛋白A能够识别IgG的Fc端，它有望介导一个有序的Fc位点特异性抗体固定在磁性纳米颗粒上，从而产生靶向Fab（Fragment antigen-binding抗原结合片段）表达。

作为由磁性纳米晶粒组装得到的三维簇状材料，磁性纳米团簇与纳米粒子相比，拥有更强的磁饱和强度、独特的介孔框架结构、更好的结构稳定性以及更高的表面活性。然而在磁性纳米团簇表面直接连接蛋白A，不仅作用效果弱，而且包覆效率低，很快出现解吸附行为。蛋白A在负载到磁性纳米团簇之前通常要对其表面进行修饰，修饰的目的不仅在于可以改善其稳定性及单分散性，更为下一步的连接提供了所需的作用位点。

现有方法利用溶剂热法在高压反应釜中制备四氧化三铁纳米团簇，但是得到的团簇粒径较大，大约为200nm，不利于后续的生物应用。而一种水溶性蛋白包覆的磁性纳米颗粒及其制备方法，包括：将蛋白与磁性金属盐混合，制得蛋白-磁性金属的中间分散产物，然后加入碱使其反应后制得所述水溶性蛋白包覆的磁性纳米颗粒。但是这种方法制得的磁性纳米颗粒只有5nm，磁响应性低，较难实现在外磁场操控下的快速吸附，从而受到一定限制。

发明内容

本发明的目的是提供一种蛋白A包覆磁性纳米团簇。

本发明的另一个目的是提供一种高性能的蛋白A包覆磁性纳米团簇的制备方法。

本发明的再一个目的是提供一种蛋白A包覆磁性纳米团簇在捕获抗体方面的应用。

本发明采用以下技术方案：一种蛋白A包覆磁性纳米团簇，它的磁性单元是30-80nm小尺寸的四氧化三铁纳米团簇，该纳米复合材料具有粒径小、分散性好、磁响应强的特点。

一种蛋白A包覆磁性纳米团簇的制备方法，将水合三氯化铁，乙酸胺，乙二醇，聚丙烯酸和柠檬酸钠混合超声，利用微波辅助多元醇法制备富含羧基的小尺寸四氧化三铁纳米团簇，然后在磁性团簇表面通过活化负载蛋白A，制得所述蛋白A包覆磁性纳米团簇。

进一步的，具体步骤如下：

蛋白A包覆磁性纳米团簇的制备:

① 称取水合三氯化铁，乙酸胺溶于乙二醇中，超声后加入聚丙烯酸和柠檬酸钠，继续超声，直到混合液变为亮红色；

② 将①得到的溶液倒入微波反应管中，设定加热温度和反应时间，进行微波反应，反应完毕后，得到黑色液体；用乙醇与去离子水交替离心洗涤三次，低压冷冻干燥后得到羧基化的Fe₃O₄纳米团簇；