[发明专利]一种硅羟基磁珠及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种硅羟基磁珠的制备方法，包括步骤：微球制备‑表面改性处理‑聚合物Ⅰ/Fesubgt;3/subgt;Osubgt;4/subgt;壳磁体制备‑增加聚合物保护层‑二氧化硅包覆，该制备方法制得到的具有超顺磁性的硅羟基磁珠，能够应用于血浆或血清、脑脊液等体液中的细胞外游离DNA的提取和检测。该硅羟基磁珠通过在壳磁体上增加一层聚合物保护层再进行二氧化硅包覆，形成多层结构将四氧化三铁磁核包裹在中心，防止磁珠在甲基化处理硫化纯化过程中出现磁泄露的现象，表面结构致密均匀无缺陷，粒径均一磁珠结构稳定，超声分散时结构不易被破坏。

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，更具体地说，它涉及一种硅羟基磁珠及其制备方法和应用。

背景技术

DNA是基本的遗传物质，在蛋白质合成和一系列重大生命的生长和变异过程中起着决定性作用。以DNA为研究对象的生物技术，包括对DNA的提取、克隆、扩增、测序等一系列技术，近年得到飞速发展。

甲基化游离DNA是表观遗传学的重要组成部分，在维持正常细胞功能、遗传印记、胚胎发育以及人类肿瘤发生中起着重要作用，是目前新的研究热点之一。随着对甲基化研究的不断深入，各种各样甲基化检测方法应运而生。从基因组DNA片段中快速分离CpG甲基化DNA。富集的DNA可用于多种下游的应用，比如终点PCR(end point PCR)或实时定量PCR(real time PCR)分析正常或者疾病样本中特定位点的甲基化情况、重亚硫酸盐处理后的克隆和测序或扩增和标记后用于微阵列分析。因此甲基化过程中游离DNA的提取富集，尤其是微量DNA，对于甲基化DNA的研究工作具有重要的意义。

游离DNA是存在于血浆或血清、脑脊液等体液中的细胞外DNA，主要来自于坏死或凋亡的肿瘤细胞，依据血浆中存在游离DNA的理论，采用磁珠作为固相吸附载体并使用特定设计的试剂体系及提取流程，建立一种简便、高效提取样本中甲基化游离DNA的方法，评价其作为用于样本的甲基化基因检测技术的可行性。游离DNA的提取目前用的比较多的是离心法和磁珠法。现有技术中，硅羟基磁珠可以从全血、组织、植物和微生物等样本中提取基因组DNA；每mg磁珠能从200μL全血中提取4-12μg基因组DNA。

磁珠的制备的传统方法主要有Stober法(即溶胶-凝胶法)和微乳液法等。其中Stober法主要上硅前驱体在磁珠表面水解、聚合形成厚度均匀的硅氧网络结构层，该方法制备的磁珠因具有可调控反应时间、壳结构厚度均匀的特点而被广泛应用。但是该方法制备的磁珠，二氧化硅包覆氧化铁纳米颗粒的核壳结构不均匀，磁响应性能不佳，操作复杂。

公布号为CN110304662A的中国发明专利，公开了一种硅羟基磁珠的制备方法，说明书[0012-0013]：将三氯化铁、柠檬酸三钠、醋酸钠以及多元醇混合均匀得到混合溶液，采用溶剂热法制备得到Fe₃O₄纳米粒子；采用原子层沉积法在上述Fe₃O₄纳米粒子的表面包覆SiO₂膜，即得硅羟基磁珠。该法制备的硅羟基磁珠制备程序复杂，磁响应不灵敏，对游离的DNA浓度较低尤其是微量DNA的富集及样本检测误差较大，使用过程中会发生漏磁现象。

公布号为CN112007605A的中国发明专利，公开了一种用于核酸提取的羟基纳米磁珠及其制备方法，该发明公开了一种用于核酸提取的羟基纳米磁珠，以超顺磁性氧化铁纳米磁珠为内核，二氧化硅为外壳得到羟基纳米磁珠核壳结构，结构简单磁响应快，但是该磁珠在使用过程中易漏磁。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供硅羟基磁珠的制备方法，该方法工艺流程简单，操作简便，原料成本低，适宜于工业化大批量生产；并提供一种硅羟基磁珠，具有磁响应均匀、灵敏，结构稳定、无漏磁，能够实现对甲基化过程的微量DNA进行纯手工或仪器自动化的高效富集，且避免在甲基化处理硫化纯化过程中的磁泄露。

为实现上述目的，一方面，本发明提供了如下技术方案：