一種用于高效提取核酸的硅磁珠的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公布了一種用于高效提取核酸的硅磁珠的制備方法，包括：1)配制二價亞鐵鹽和三價鐵鹽的混合溶液并調(diào)節(jié)pH5～6，使用低溫等離子體處理，得到納米級粒徑的磁珠；2)向磁珠溶液中加入表面活性劑，超聲振蕩分散；3)加入正硅酸乙酯或硅酸鈉溶液，超聲振蕩，磁力攪拌，制得硅磁珠。本發(fā)明方法采用大氣壓低溫等離子體還原方式，具有低能耗、簡單快速、無毒無污染等特點，獲得的硅磁珠可穩(wěn)定懸浮于水溶液中，具有良好的穩(wěn)定性，可用于核酸的快速高效分離純化。
【專利說明】
一種用于高效提取核酸的硅磁珠的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于納米材料制備領(lǐng)域，特別涉及一種用于核酸分離純化的硅磁珠的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核酸是一切生物體的遺傳物質(zhì)，在細(xì)胞中主要存在于細(xì)胞核內(nèi)，在病毒中存在于病毒衣殼內(nèi)。核酸提取是分子生物學(xué)的最常用的技術(shù)，它是下游診斷、分析和制備的基礎(chǔ)，因此，在生物醫(yī)學(xué)的各個領(lǐng)域都離不開核酸的提取和純化。
[0003]傳統(tǒng)的核酸提取方法如酚/氯仿抽提法、CTAB抽提法等，操作繁瑣，耗時長，提取核酸效率低，且對操作者具有一定的毒副作用。相比之下，基于磁珠的核酸提取方法是一種簡單有效的核酸提取方法。磁珠表面的功能基團可特異地與核酸發(fā)生作用結(jié)合，在外加磁力的作用下，可快速分離核酸，無需離心過濾等復(fù)雜操作，對設(shè)備要求低，可實現(xiàn)自動化。
[0004]磁珠表面功能基團的種類和包被量決定了核酸提取的質(zhì)量與效率，因此合成性能良好的磁珠對核酸的提取研究具有非常重要的意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種硅磁珠的制備方法，所述硅磁珠由二氧化硅包被磁性納米顆粒，合成方法簡單，制備的硅磁珠可用于全血及癌細(xì)胞中核酸的高效提取。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0007]—種硅磁珠的制備方法，具體步驟如下:
[0008](I)磁珠的合成
[0009]配制二價亞鐵鹽、三價鐵鹽的混合溶液，調(diào)節(jié)溶液pH至5-6，使用低溫等離子體處理，得到粒徑為納米級的磁珠；
[0010](2)磁珠的分散
[0011 ]向步驟(I)得到的磁珠溶液中加入表面活性劑進行超聲振蕩分散；
[0012](3) 二氧化硅包被磁珠
[0013]加入正硅酸乙酯或硅酸鈉溶液，超聲振蕩后室溫下磁力攪拌，反應(yīng)一段時間后即可獲得硅磁珠。
[0014]上述步驟(I)中，所述的二價亞鐵鹽和三價鐵鹽分別為含有二價亞鐵離子和三價鐵離子的鹽，如FeCl2和FeCl3，但不僅限于此。在二價亞鐵鹽和三價鐵鹽的混合溶液中，二價亞鐵離子和三價鐵離子的摩爾比為1:1?1:10。優(yōu)選的，將二價亞鐵鹽溶液和三價鐵鹽溶液混合后，攪拌20?30分鐘后，滴加堿溶液(例如氨水)使鐵鹽溶液pH為5?6 ；然后開啟低溫等離子體裝置，以稀有氣體作為工作氣體，將激發(fā)的等離子體作用于上述鐵鹽溶液，得到粒徑為10?20nm，比飽和磁化強度介于40?70emu/g的磁珠。
[0015]上述低溫等離子體裝置優(yōu)選為具有空心電極介質(zhì)阻擋結(jié)構(gòu)的等離子體發(fā)生裝置(參見申請?zhí)枮?01510313424.8的中國專利申請)，該裝置工作電壓為600?1200V，工作電流為10?20mA，能夠產(chǎn)生高達1015/cm3數(shù)量級的超高電子密度的等離子體射流，其處理混合鐵鹽溶液的時間為15?30分鐘。其中，產(chǎn)生等離子體的工作氣體優(yōu)選為氬氣或氦氣，流量為100_500sccmo
[0016]上述步驟(2)所述表面活性劑例如吐溫20、十二烷基磺酸鈉，油酸等中的任意一種或多種，優(yōu)選吐溫20ο表面活性劑與磁珠的比例為I?2mL: 1g0上述步驟(3)加入正娃酸乙酯或娃酸鈉溶液，先用超聲振蕩10?15分鐘，再磁力攪拌5?40分鐘，得到二氧化娃包被的磁珠;所述磁珠與正硅酸乙酯或硅酸鈉的質(zhì)量比為3:1?1:1。
[0017]本發(fā)明使用大氣壓低溫等離子體處理鐵鹽溶液產(chǎn)生磁性納米顆粒，具有低能耗、簡單快速、無毒無污染等特點，加入正硅酸乙酯或硅酸鈉溶液，進行超聲振蕩及磁力攪拌，得到硅磁珠溶液。獲得的硅磁珠可穩(wěn)定懸浮于水溶液中，具有良好的穩(wěn)定性，可用于核酸的快速高效分離純化。利用本發(fā)明制備的硅磁珠，結(jié)合市售的核酸提取緩沖液，可高效快速提取全血及癌細(xì)胞的核酸。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的硅磁珠合成步驟圖；
[0019]圖2為本發(fā)明合成的娃磁珠的透射電子顯微圖。
【具體實施方式】
[0020]以下通過具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，以便更好地理解本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于此。
[0021]下述實施例中所使用的實驗方法如無特殊說明，均為常規(guī)方法;下述實施例中所用的試劑、材料等，如無特殊說明，均可從商業(yè)途徑得到。
[0022](I)分別配制濃度為0.lmol/L的氯化亞鐵溶液，0.lmol/L的氯化亞鐵溶液，按體積I: 2混合，得到30mL溶液，滴加氨水使pH達到5。
[0023](2)低溫等離子體發(fā)生裝置通入氣流量為250sCCm的氬氣氣源，由電驅(qū)動，電壓為1000V，電流為15mA，激發(fā)產(chǎn)生低溫等離子體。
[0024](3)低溫等離子體處理步驟(I)得到的混合溶液30分鐘，得到黑色磁珠溶液。
[0025](4)向磁珠溶液中加入0.1mL吐溫20，超聲分散15分鐘。
[0026](5)加入200mg正硅酸乙酯，超聲振蕩15分鐘，磁力攪拌25分鐘，得到褐色硅磁珠溶液。
[0027](6)將上述硅磁珠收集烘干，配制成懸浮溶液，可結(jié)合市售的核酸提取緩沖液進行提取用于全血及癌細(xì)胞核酸的提取。
[0028]上述硅磁珠的合成步驟如圖1所示，所合成的硅磁珠的透射電子顯微圖如圖2所示，由圖可以得出黑色核心為磁性顆粒，外層由灰色二氧化硅層包被，說明二氧化硅成功包被在磁珠表面。
【主權(quán)項】
1.一種硅磁珠的制備方法，包括以下步驟: 1)配制二價亞鐵鹽和三價鐵鹽的混合溶液，調(diào)節(jié)溶液PH至5?6，使用低溫等離子體處理，得到納米級粒徑的磁珠； 2)向步驟I)的磁珠溶液中加入表面活性劑，超聲振蕩分散； 3)在步驟2)所得溶液中加入正硅酸乙酯或硅酸鈉溶液，超聲振蕩后室溫下磁力攪拌，反應(yīng)一段時間后獲得硅磁珠。2.如權(quán)利要求1的制備方法，其特征在于，步驟I)所述二價亞鐵鹽和三價鐵鹽的混合溶液中，二價亞鐵離子和三價鐵離子的摩爾比為1:1?1:10。3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟I)將二價亞鐵鹽溶液和三價鐵鹽溶液混合，攪拌20?30分鐘后使用氨水調(diào)節(jié)溶液pH為5?6。4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，在步驟I)中，低溫等離子體裝置以稀有氣體作為工作氣體，所激發(fā)的等離子體作用于配制的PH5?6的鐵鹽溶液，得到粒徑為10?20nm，比飽和磁化強度介于40?70emu/g的磁珠。5.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述低溫等離子體裝置為具有空心電極介質(zhì)阻擋結(jié)構(gòu)的等離子體發(fā)生裝置，工作電壓為600?1200V，工作電流為10?20mA;產(chǎn)生的等離子體射流的電子密度在1015/cm3數(shù)量級。6.如權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，低溫等離子體裝置的工作氣體為氬氣或氦氣，流量為100-500sccmo7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所述表面活性劑選自吐溫20、十二烷基磺酸鈉和油酸中的任意一種或多種。8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟2)所加表面活性劑與磁珠的比例為I?2mL:1Og09.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)加入正硅酸乙酯或硅酸鈉溶液后，先用超聲振蕩10?15分鐘，再磁力攪拌5?40分鐘，得到二氧化娃包被的磁珠。10.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟3)磁珠與正硅酸乙酯或硅酸鈉的質(zhì)量比為3:1?1:1。
【文檔編號】C12N15/10GK105895285SQ201610044457
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年1月22日
【發(fā)明人】左莎莎, 張玨, 方競
【申請人】北京大學(xué)