[发明专利]一种核-壳式磁性导电聚合物微球的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种核-壳式磁性导电聚合物微球的制备方法及其在DNA分离纯化中的应用，属于磁性复合材料和生物分离材料制备技术领域。

背景技术

DNA的分离纯化在基因工程、生物学、医学和遗传学等领域具有十分重要的地位。DNA的分离纯化技术总体上可以分为两类：无外加磁场辅助和有外加磁场辅助，即无磁分离和有磁分离。无磁分离的方法有多种，在众多文献和专利中都有描述(N·拉马苏步拉曼彦中国专利：DNA纯化方法和纯化的DNA.CN 1390229A，2003年1月8日)，如：苯酚-氯仿-异戊醇法、氯化铯-乙啡啶溴化物密度梯度离心法、色谱法、多级层析法、树脂吸附法、硅氧化物或硅酸盐吸附法、交叉流动式离心分离法和相分离法等。上述分离方法各有优缺点，在此不一一赘述。

有磁分离是利用磁性复合纳、微米颗粒对DNA的特异性吸附作用，在外加磁场辅助下将目标DNA从细胞裂解液中分离出来，是近年来发展迅速的一类DNA纯化技术；与无磁分离相比，它具有操作方便、快捷、污染少、易于实现自动化操作等诸多优势。国内外关于有磁分离的相关文献和专利，其差异性主要体现在使用不同的磁性复合纳、微米颗粒。

磁性复合微球(又称为磁珠)是一种由磁性材料和非磁性材料复合而成的具有球形或类球形结构的新型功能材料。其磁性成分主要是铁、钻、镍，或者它们的氧化物及合金等；非磁性材料可以是合成高分子(如聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、聚酯、聚氨酯、聚甲基丙烯酸、聚苯胺、聚吡咯等)或天然高分子(壳聚糖、淀粉、蛋白质、葡聚糖、琼脂糖等)，也可以是无机材料如二氧化硅、二氧化钛等。

磁性复合微球根据其结构特点大致可以分为四种类型：核-壳式、壳-核式、弥散式和夹心式。考虑到磁性无机粒子在化学稳定性、生物相容性和表面修饰等方面存在诸多缺陷，目前研究较多的是磁性成分在内、非磁性成分在外的核-壳式结构的复合微球。

核-壳式磁性高分子微球将核的磁性和不同高分子壳层独特的物理和化学性能、电学和光学性能有机地结合起来，在有机催化、生物传感、药物缓释、免疫分析及蛋白质和DNA分离纯化等领域有着广泛的应用(王柯敏等中国专利：采用氨基化二氧化硅壳磁性纳米颗粒快速抽提纯化DNA的方法.CN 1421455A，2003年6月4日；戴红莲等中国专利：一种核/壳型聚氨酯磁性复合微球及其制备方法和用途.CN 1966097A，2007年5月23日；王晓川等中国专利： 一种应用于蛋白质分离纯化的纳米磁性复合微球的制备方法.CN 101519482A，2009年9月2日；钱浩等中国专利：一种嗜硫性磁性复合微球的制备方法和用此微球分离免疫球蛋白G的方法.CN 101279246A，2007年12月28日；成国祥等中国专利：分子印迹磁性复合微球及其悬浮聚合制备方法.CN 1390863A，2003年1月15日；程杨等中国专利：一种高磁性负载导电高分子的重金属吸附剂及其制备方法.CN 101708463A，2009年11月23日；Ugelstad等美国专利：Process for preparing magnetic polymer particles[P].US 47744265，1988年9月27日)。

其中，表面富含氨基的磁性复合纳、微米颗粒以其良好的生物相容性和表面可接枝性，在核酸分离、药物载体和废水处理等领域受到了广泛关注(CN 1421455A；CN 1966097A；CN 101708463A；CN 101071669A)。王柯敏等公开了一种利用氨基化SiO₂包被Fe₃O₄复合纳米颗粒快速抽提纯化DNA的方法(CN 1421455A)，该方法不需用苯酚-氯仿抽提除去核酸溶液中的蛋白质，简化了操作步骤，提高了分离效率，免去了酚-氯仿对环境的污染和对人体的损害。戴红莲等公开了一种铁氧体-二氧化硅-聚氨酯磁性复合微球的制备方法(CN 1966097A)，并使其结合不同药物，用于靶向治疗。程杨等公开了一种Fe₃O₄-SiO₂-聚吡咯重金属离子吸附剂及其制备方法(CN 101708463A)，该种吸附剂具有性质稳定、吸附速率快、可再生的特点，对污水中的重铬酸根离子有较好的吸附性能。