[发明专利]一种用于生物蛋白分离的磁性微球的制备方法及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及生物蛋白分离的技术领域，具体涉及一种用于生物蛋白分离的磁性微球的制备方法及其应用。

背景技术

磁性纳米粒子(例如Fe₃O₄纳米粒子)既具有纳米材料所特有的性质，如粒径小、比表面大、偶联容量高等，又具有磁响应性及超顺磁性，可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产生热，此外磁性纳米粒子还可以通过表面改性而带有多种活性功能基团(如-OH、-COOH、-NH3等)。因此，磁性纳米粒子在例如生物分离、药物释放、高热法制癌症等生物医药领域具有广阔的应用前景，从而受到了广泛关注。

在生物和医药领域中，磁性微球通常指磁性高分子微球，其是一种近几年发展起来的磁性材料，一般是采用将磁性无机粒子(例如Fe₃O₄等)与有机高分子材料相结合形成具有磁性的复合微球。现有磁性微球通过其表面改性等方式即可达到赋予其表面多种功能基的目的，从而其已被广泛运用到生物学、细胞学和分离工程等领域中。特别是在生物分离纯化、免疫分析、以及生物检测等领域，显示出磁性微球使用方便、快捷、高效等特点。

用于生物分离的磁性微球通常需要具备以下几个性质：(1)超顺磁性；(2)粒径均一；(3)在水相中分散性好；(4)非特异性吸附低；(5)具有可供修饰的表面化学基团。磁性微球在蛋白质分离方面也具有明显的优点：磁分离技术可用于大规模操作；分离过程可以直接在含有悬浮的固体粒子或另外的生物粒子的原始样品中进行；分离过程简单迅速。

然而，蛋白质在磁性微球表面上的非特异性吸附是采用磁性微球进行生物分离中的一个致命的事件，不仅会降低微球的特异性分离效果，而且在检疫测定中会增加背景信号，降低信噪比。通常，阻止蛋白对磁性纳米粒子或磁性微球的非特异性吸附的策略是对其表面进行化学修饰。

专利文献CN102746529A公开了一种乳液聚合制备单分散磁性微球的方法，但是该方法制备的磁性微球对蛋白质的非特异性吸附高，在免疫检测中的性噪比不佳，且成本较高，不利于工业化生产。

专利文献CN92105584.6公开了一种通过悬浮聚合制备免疫磁性微球的方法，在该方法中，将γ-Fe₂O₃或Fe₃O₄磁粉表面用长链脂肪酸进行改性处理，然后在苯乙烯溶液中进行悬浮聚合，得到免疫磁性微球。该方法制备的磁性微球虽然成本低，但是对蛋白质的非特异性吸附也较高，而且在水中分散性不佳。

王羽等人采用多孔γ-Fe₂O₃@SiO₂磁性硅胶作为基质，首先环氧基修饰，然后采用粒径约为50μm聚合物酸将外表面的环氧基先开环形成二醇基，然后再以十八胺、亚硫酸氢钠及三乙胺盐酸盐分别与内表面残余的环氧基进行反应，最终得到内表面依次为十八烷基、磺酸基和季铵盐基而外表面为二醇基的新型磁性限进材料(王羽，基于磁性微球限进功能化的新型生物样品预处理技术[D]，天津大学，2012年)。该材料外表面的二醇基可以起到排阻蛋白的作用，而且内表面为磺酸基和季铵盐基的磁性限进材料对小分子物质的吸附量要远远高于内表面为十八烷基的材料。然而，该论文中公开的磁性微球的制备工艺较为复杂，其对生物蛋白的特异性分离效果还有待进一步考究。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性微球，该磁性微球能够用于生物蛋白的分离并显著地减少或避免蛋白非特异性吸附。

本发明的另一个重要的目的是提供如上所述的磁性微球的制备方法。在该方法中，本发明的发明人基于大量的研究和试验，选择合适的乳化液组分及其含量，结合具有磁性的基体，从而在不影响连接特定蛋白的同时又获得能够减少或避免与其它蛋白发生非特异性吸附的磁性微球。

此外，本发明还提供了如上所述的磁性微球在免疫检测方面的应用。