專利名稱：一種聚乙烯醇和二氧化硅復合包被多孔磁珠的制備方法及應用的制作方法
技術領域：
本發明屬于磁性微珠制備的技術領域，具體涉及一種聚乙烯醇和二氧化硅復合包被多孔磁珠的制備方法及其應用。
背景技術：
磁性微珠是指通過適當的方法使各種含活性功能基團的有機高分子材料與無機磁性物質結合起來，形成具有一定磁性及特殊表面結構的微球。磁性微珠的研究始于20世紀70年代，它除了具有一般磁性微粒的性質外，還可以通過共聚合和表面改性等化學反應賦予磁性微珠表面多種活性功能基團，如C00H、COH、NH2、OH等，也可以通過共價鍵結合生物激素、細胞、抗體等生物活性物質，并可在外加磁場的作用下方便迅速地定位、導向和分離。與傳統的分離技術相比，該方法將分離與富集結合于一體，其較大的比表面積大大提高了分離過程中反應物之間相互作用的動力學速度，具有高效、快速、非玷污等優點。磁性微珠已廣泛應用于磁性材料、生物醫學、生物工程、有機與生化合成等方面。目前無機磁性微粒的種類很多，較常用的有金屬合金(Fe、Co、Ni)、氧化鐵(Y Fe203, Fe304)、鐵氧體(CoFe204, BaFel2019)、氧化鉻(Cr02)和氮化鐵(Fe4N)等。其中 !^304是應用最多的磁性顆粒，它很容易在水溶液中通過共沉淀或氧化共沉淀法制備，其粒度、形狀和組成可以通過調節反應條件得到控制。常用作提供活性功能基團的包覆材料有天然生物大分子材料、合成高分子材料和無機材料。天然生物大分子材料一般有纖維素及其衍生物、瓊脂糖、乳清蛋白、牛血清蛋白、明膠、殼聚糖等；合成高分子材料有聚乙二醇(PEG)、聚乙烯醇(PVA)、聚丙烯酸、聚苯乙烯、聚乙烯亞胺、硅烷衍生物等；無機材料有 Si02、Au等。其中天然高分子材料因具有價廉易得、生物相容性好、易被生物降解等優點， 得到了廣泛的研究和應用。在磁性微珠制備中存在的幾個相關而又急于解決的問題是(1)發展和完善磁性微珠的制備方法，進一步研究不同結構的磁性微珠的制備方法，探索制備工藝、反應參數、 原料配比等對所制備磁性微珠結構和性能的影響。在此基礎上，探索各種用途的磁性微珠的最佳制備方法和工藝條件；( 磁響應性與粒徑的關系問題磁性微珠的突出特點是在外加磁場的作用下能定向移動，為了能夠迅速、簡便的分離，微珠本身應具有較高的磁響應性。提高磁響應性最簡單的方法是制備大粒徑的磁性微珠，但是粒徑增大，微珠比表面積將降低，對蛋白質、酶等物質的吸附量將減少，而且在實際操作應用中易沉降；小粒徑微珠雖具有高的比表面積，但進行磁分離時需較高的外加磁場。因此，高磁響應性、高比表面、低密度、單分散的微珠是未來磁性微珠制備的目標；C3)提高磁性微珠的穩定性目前開發出的磁性微珠用作固相載體存在著兩大缺點。首先，因磁性微珠在不同的溶劑和溫度下溶脹、收縮或溶解而使反應活性點容易被包理或失去；其次，在使用過程中，因外層包覆體不夠穩定而失去部分磁性。
發明內容
本發明的目的在于提供一種有機材料和無機材料共同包被的多孔磁性微珠的制備方法，提高包覆體的穩定性和磁珠有效吸附面積，并增加被修飾活性基團的種類。所述制備方法為將聚合度為1500-2500的聚乙烯醇溶解在去離子水中，按重量比為聚乙烯醇水=l-8g 100g，40-100°C下攪拌混合20-60分鐘，取Si02溶膠，用HCl 將其PH調節至4-5，以聚乙烯醇與二氧化硅的重量比為0. 3-5的比例，把聚乙烯醇溶液和二氧化硅溶液配制在一起，40-100°C下攪拌混合20分鐘-3小時，濃縮形成聚乙烯醇和二氧化硅的復合物溶膠，取四氧化三鐵顆粒，平均粒徑20nm，加入上述復合物溶膠，充分攪拌混合后，收集顆粒，用去離子水清洗兩次，120°C電熱鼓風干燥機中干燥。磁珠孔徑大小可以通過聚乙烯醇聚合度以及與二氧化硅的比例調節，孔徑為2-8nm，平均孔徑6nm。
圖1磁珠提取IOObp核酸片段凝膠電泳M =Marker ；1 :100bp PCR 產物；2-6 磁珠法回收的 IOObp PCR 產物圖2磁珠提取500bp核酸片段凝膠電泳M =Marker ；1 :500bp PCR 產物；2、3 磁珠法回收的 500bp PCR 產物
具體實施例方式實施例1磁流體的制備將二價鐵鹽和三價鐵鹽溶液以1 2(或更大)比例混合。！^2+容易被氧化成 Fe3+,加入的!^2+稍過量，可以避免由于i^3+/Fe2+摩爾比偏離理論值，引起晶格發生畸變和粒徑變大。在一定溫度和pH值及氮氣保護下加入2 3倍NH3 · H20或NaOH，高速攪拌進行沉淀，將沉淀洗滌、過濾、干燥、烘干，制得納米微米級的狗304顆粒。實施例2聚乙烯醇和二氧化硅復合物溶膠的制備將聚合度為1500的聚乙烯醇溶解在去離子水中，按重量比為聚乙烯醇水= 1.5g 100g，50°C下攪拌混合60分鐘，取Si02溶膠，用HCl將其pH調節至4，以聚乙烯醇與二氧化硅的重量比為1 1的比例，把聚乙烯醇溶液和二氧化硅溶液配制在一起，50°C下攪拌混合3小時，濃縮形成聚乙烯醇和二氧化硅的復合物溶膠。將聚合度為2000的聚乙烯醇溶解在去離子水中，按重量比為聚乙烯醇水= 8g 100g，100°C下攪拌混合30分鐘，取Si02溶膠，用HCl將其PH調節至5，以聚乙烯醇與二氧化硅的重量比為5 1的比例，把聚乙烯醇溶液和二氧化硅溶液配制在一起，100°C下攪拌混合40分鐘，濃縮形成聚乙烯醇和二氧化硅的復合物溶膠。實施例3磁性微珠的制備在制得分散性良好的磁流體后，將其重懸于pH = 5的乙酸溶液。以1 1比例分別加入上述兩種復合物溶膠中，充分攪拌混合后，收集顆粒，用去離子水清洗兩次，120°C電熱鼓風干燥機中干燥。實施例4磁珠吸附核酸實驗1.結合液(Binding buffer)分別與IOObp或500bp的PCR產物9 1混合，總體積150ul，加入磁珠Img ；
2.室溫孵育20min，磁分離，棄去上清液；3.洗滌液(washing buffer)洗滌磁珠，磁分離，棄去上清液；4.洗脫液(Elution buffer)洗脫 DNA，56 度孵育 lOmin，收集洗脫液，1 % agarose gel ο觀察核酸提取效率，實驗結果如附圖1和圖2所示。實施例5磁珠穩定性實驗將磁珠置于60°C恒溫干燥箱內14天后，同新制備的磁珠一起同時進行HBV(乙肝病毒)DNA提取并用熒光定量PCR檢測，結果如表1所示表 權利要求
1.一種多孔磁珠制備方法，其特征在于將聚合度為1500-2500的聚乙烯醇溶解在去離子水中，按重量比為聚乙烯醇水=l_8g 100g，40-10(TC下攪拌混合20-60分鐘，取 Si02溶膠，用HCl將其pH調節至4-5，以聚乙烯醇與二氧化硅的重量比為0. 3-5的比例，將聚乙烯醇溶液和二氧化硅溶液混合，40-100°C下攪拌20分鐘-3小時，濃縮形成聚乙烯醇和二氧化硅的復合物溶膠，取四氧化三鐵顆粒，平均粒徑20nm，加入上述復合物溶膠，充分攪拌混合后，收集顆粒，用去離子水清洗兩次，120°C電熱鼓風干燥機中干燥。
2.根據權利要求1的制備方法得到的多孔磁珠，孔徑為2-8nm，平均孔徑6nm。
3.根據權利要求1的方法制備的多孔磁珠在生物物質吸附上的應用。
4.根據權利要求3所述的應用，所述生物物質是核酸。
全文摘要
本發明涉及一種多孔磁珠制備方法及其應用，目的在于提供一種有機材料和無機材料共同包被的多孔磁性微珠的制備方法，提高包覆體的穩定性和磁珠有效吸附面積，并增加被修飾活性基團的種類。
文檔編號B01J13/02GK102294208SQ20101020698
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月23日 優先權日2010年6月23日
發明者趙海峰 申請人:北京金麥格生物技術有限公司