[发明专利]磁性微球、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种磁性微球的制备方法，包括以下步骤：将表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁粒子与聚丙烯酸溶液混合，搅拌，使所述表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁粒子与聚丙烯酸自组装为纳米复合粒子；在所述纳米复合粒子表面包覆二氧化硅。本发明还公开了一种所述的磁性微球的制备方法制备得到的磁性微球。本发明还公开了一种磁性微球，包括内核和包覆在所述内核外的二氧化硅，所述内核为包括表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁粒子与聚丙烯酸的原料形成的自组装颗粒。本发明还公开了一种核酸提取方法，采用所述的磁性微球进行核酸提取。

技术领域

本发明涉及材料技术领域，具体涉及一种磁性微球、制备方法及应用。

背景技术

将磁性纳米材料制备的磁性微球应用于核酸提取，是核酸提取纯化技术的一次飞跃性的突破，核酸提取技术开始向高通量和全自动化方向进行发展。相比于传统的核酸提取方法，磁珠法核酸提取具有高效率、高通量、易于自动化等优点。作为核酸提取的固相载体，磁性微球对核酸提取效果有着决定性的影响。

目前用于核酸提取的磁性粒子或磁性微球，主要以超顺磁性二氧化硅微球为主，内核为超顺磁性四氧化三铁，外层包覆一层二氧化硅；也有少部分羧基磁珠、纤维素磁珠、琼脂糖磁珠等不同聚合物包覆层的磁珠应用于核酸提取。磁性二氧化硅具有非常好的物理稳定性和化学稳定性，二氧化硅能屏蔽化学试剂对内核四氧化三铁的影响，防止被酸腐蚀，同时保护四氧化三铁不被氧化，使磁珠能够长期保持较强的磁响应性能；二氧化硅层表面富含硅羟基，能在特定的溶液中高效结合核酸，在磁分离的作用下实现核酸的分离纯化。

磁性微球的粒径大小、磁含量对磁性微球的应用有极大的影响。磁性微球粒径小，比表面积大，在提取小片段核酸方面有优势，可以结合较多的核酸，但磁吸性能弱；磁性微球粒径大，磁吸性能好，能够分离大片段核酸或完整基因组，但比表面积下降后核酸载量有所降低；同时，磁含量越高，磁性微球磁吸性能越好，便于快速磁分离。针对不同的核酸样本和后期应用，可采用不同粒径的磁性微球来满足相应的要求。但是，传统的制备方法不可控，因而仅能够制备出小粒径的磁性微球，无法满足大粒径磁性微球的生产和使用需求。

发明内容

基于此，提供一种粒径可控的、既能够制备小粒径，也能够制备大粒径的磁性微球的制备方法以及得到的磁性微球及应用。

本发明的第一目的在于提供一种磁性微球的制备方法，包括以下步骤：

将表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁粒子与聚丙烯酸溶液混合，搅拌，使所述表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁粒子与聚丙烯酸自组装为纳米复合粒子；

在所述纳米复合粒子表面包覆二氧化硅。

本发明的第二目的在于提供所述的磁性微球的制备方法制备得到的磁性微球。

本发明的第三目的在于提供一种磁性微球，包括内核和包覆在所述内核外的二氧化硅，所述内核为包括表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁粒子与聚丙烯酸的原料形成的自组装颗粒。

本发明的第四目的在于提供一种核酸提取方法，采用所述的磁性微球进行核酸提取。

本发明将表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁和聚丙烯酸溶液以一定的比例在搅拌条件下混合均匀，从而使得表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁和聚丙烯酸在静电作用力下自组装，形成纳米复合粒子；然后在纳米复合粒子上包覆二氧化硅，从而得到高磁含量的磁性微球。本发明的优势在于通过静电自组装作用使得一个或多个纳米四氧化三铁与聚丙烯酸自组装聚合自组装成球，通过调节表面修饰有氨基的纳米四氧化三铁与聚丙烯酸的比例，以及调节加入的聚丙烯酸的分子量可以控制磁性微球的粒径。相对于现有技术，本发明具有至少以下所列的积极效果：可制备出多种尺寸的磁性微球，满足不同的应用要求，不仅可以制备小尺寸，还可制备大尺寸磁性微球，大尺寸的磁含量可达到80％，实现快速、高效地磁吸分离；制备工艺简单，条件温和，产率高，原料成本低，反应时间短，利于工业化大规模生产；作为一种核酸提取磁性微球，分散性好，磁响应快，适合在全自动化核酸提取仪上应用。