[发明专利]用于核酸纯化、蛋白分离的单分散氧化硅磁性微球的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于核酸纯化、蛋白分离的单分散粒径可控、核壳结构的氧化硅磁性微球制备方法。

背景技术

磁性微球具有粒径小、表面积大、磁性可根据不同需求在表面进行活性基团修饰等特点，在生物医学领域具有广泛的应用前景，现已广泛应用于生物分子(核酸、蛋白)的分离纯化、免疫诊断等生物医学领域。实际应用中一般要求微球具有单分散性、粒径大小可控、快速磁响应性等特点。

磁性微球形状和大小的均一性保证了其表面物理化学性质的一致，为与生物分子之间提供最佳的反应动力学，从而获得高质量的结果和可重复性。磁性微球的快速磁响应速度保证了仅需较弱的外磁场即可实现快速、高效地分离与操控，适合于高通量自动化操作。

专利号为02111035.2的中国专利公开了一种二氧化硅磁性微球及其制备方法，利用磁性粒子与聚电解质在氧化硅微球模板表面层自组装并在最外层再包裹纳米二氧化硅的磁性微球，该方法工艺繁琐，表面自组装效果难以稳定，无法实现大规模工业生产。

专利号为200710053066.7的中国专利公开了一种超顺磁性微球及其制备方法，在多孔或中空微球内就地合成磁性纳米粒子，从而赋予微球具有磁性。该方法获得的磁性微球粒径大小及分布可控，不容易团聚，但是微球的磁性物质含量较低，磁响应速度较慢。

专利申请号为200910200743.2的中国专利申请公开了具有二氧化硅包覆的磁性微球的制备方法，利用纳米颗粒易于在两相溶液界面上排列形成由油溶性磁性纳米颗粒稳定的水包油乳液或微乳液，并进一步在该液滴的表面发生正硅酸四乙酯的水解，形成二氧化硅包覆层。该方法获得的磁性微球粒径较小(50-400nm)，且粒径分布较宽。

专利号为200710100330.8的中国专利公开了一种核壳结构磁性微球形氧化铝及其制备方法，将Me²⁺、Fe²⁺及Fe³⁺引入水滑石层板制备Me-Fe²⁺-Fe³⁺-LDHs层状前驱体，经高温焙烧后形成尖晶石型铁氧体MeFe₂O₄，再利用Na₂SiO₃·9H₂O或硅酸酯水解在MeFe₂O₄表面包覆一层SiO₂保护层，然后利用有机醇铝水解法在其表面多次包覆氧化铝层，最终得到磁性微球形氧化铝MeFe₂O₄-SiO₂-Al₂O₃。该方法获得的磁性微球形貌较差，颗粒之间团聚严重，很难获得稳定的应用测试结果。

专利号为200610017068.6的中国专利公开了单分散二氧化硅包覆的中空结构磁性微球及其制备方法，以表面带有功能基团的单分散聚合物微球为模板，利用聚合物表面的功能基团与磁性纳米粒子间的配位作用使它们复合，然后溶胶-凝胶法包覆二氧化硅壳层，再将复合粒子高温煅烧，得到了单分散二氧化硅包覆的中空结构磁性微球。此方法获得的微球粒径均匀，但磁含量较低、工艺繁琐、微球团聚严重，不适合工业化生产及应用。Younan Xia等在Nano letter(2002，Vol2，No.3，183-186)发表的“Modifying the surface properties of superparamagnetic iron oxidenanoparticles through a sol-gel approach”报道了利用溶胶-凝胶方法，在单个颗粒表面包覆氧化硅得到了单分散的氧化硅磁性微球。此方法合成出来的微球磁含量很低，磁响应速度非常慢，无法满足实际应用。

现有的磁性微球制备技术无法同时实现快速磁响应、单分散粒径可控(0.5～50um)的要求，无法满足生物分离、检测对纯化效率、高灵敏度、高通量的要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种用于核酸纯化、蛋白分离的单分散粒径可控、核壳结构的氧化硅磁性微球的制备方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

用于核酸纯化、蛋白分离的单分散氧化硅磁性微球的制备方法，包括以下步骤：