CN112427027A - 一种氨基化磁性微球的制备方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氨基化磁性微球的制备方法及应用，涉及脱氧核糖核酸(DNA)吸附材料技术领域，所述方法包括如下步骤：将预处理后的磁性纳米颗粒与五乙烯六胺进行氨基化反应得到磁性复合微球；将磁性复合微球在碱性缓冲液中进行分散，并与五乙烯六胺在室温下进行搅拌反应；将搅拌反应得到的产物在磁场作用下进行磁性分离得到固体产物；对固体产物进行去除杂质处理并干燥后得到氨基化磁性微球。通过本方法制得的氨基化磁性微球对DNA的吸附效果好，吸附效率高，可以在脱附后循环使用多次，环保经济，节约了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及脱氧核糖核酸(DNA)吸附材料技术领域，具体涉及一种氨基化磁性微球的制备及应用方法。
背景技术
从生物样品中提取核酸是分子生物学和临床医学等生命科学研究领域中的一项基本技术。核酸提取的传统方法如酚-氯仿抽提法，存在着有机溶剂毒性大、重复性劳动多、难以实现微型化、自动化操作等缺点。而近年来发展起来的以玻璃粉、离子交换树脂、硅胶等为吸附材料的核酸固相萃取法，不仅可以避免使用毒性强的有机溶剂，而且能大幅度提高提取效率。基于固相萃取技术的核酸纯化微芯片已经引起了人们的广泛关注。磁性微粒作为一种新型的核酸固相萃取剂，借助于适当的磁分离装置，可以进一步简化和加速核酸的分离与纯化过程，实现核酸纯化处理的微型化、自动化和平行化。不过如何提高磁性微球与DNA特异性结合和及循环使用的能力，仍然需要被克服。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氨基化磁性微球的制备方法及应用，以解决现有技术中的吸附材料吸附效率较低，不能重复使用的缺陷。
通过以下方面实现本发明的技术方案：
第一方面，提供了一种氨基化磁性微球的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1：将磁性纳米颗粒进行预处理，预处理后的磁性纳米颗粒与五乙烯六胺进行氨基化反应得到磁性复合微球；
S2：将步骤S1得到的磁性复合微球在碱性缓冲液中进行分散，并与五乙烯六胺在室温下进行搅拌反应，得反应后的产物；
S3：将步骤S2搅拌反应得到的产物在磁场作用下进行磁性分离得到固体产物；
S4：对步骤S3得到的固体产物进行去除杂质处理，并干燥后得到氨基化磁性微球。
进一步的，所述步骤S1中磁性纳米颗粒进行预处理的方法包括通过聚多巴胺对所述磁性纳米颗粒进行包裹。
进一步的，所述步骤S1中，预处理后的磁性纳米颗粒与五乙烯六胺的质量比为1：(1-5)。
进一步的，所述步骤S1中，磁性纳米颗粒选自合金纳米粒子、铁氧体的纳米粒子、金属间化合物的纳米粒子中的任意一种或多种。
进一步的，所述步骤S2中，搅拌反应的反应时间为6-10h。
进一步的，所述步骤S4中，对固体产物进行去除杂质处理的方法包括：
通过水和/或乙醇对固体产物进行至少六次清洗。
第二方面，提供了一种根据制备方法制得的氨基化磁性微球的应用方法，所述方法包括：
吸附反应：将氨基化磁性微球放置于含脱氧核糖核酸(DNA)中在特定环境下进行吸附，直至饱和；
脱附反应：将吸附饱和的氨基化磁性微球放置于碱性缓冲液中进行脱附操作；
将脱附反应后的氨基化磁性微球再次用于吸附反应。
进一步的，所述吸附反应和所述脱附反应，其反应时间均不少于60min。
进一步的，所述脱附反应是在磁场作用下进行脱附。
本发明的优点在于：该种氨基化磁性微球的制备方法及应用，(1)氨基化磁性微球在溶液中呈正电荷形式，可以与脱氧核糖核酸(DNA)发生静电作用而产生吸附效果，吸附效率高达95.57％；
(2)氨基化磁性微球具有磁性，可在外界磁场条件下快速分离，实现循环使用，重复使用8次后，对于染料的吸附率仍保持90％以上。
附图说明
图1为本发明中的氨基化磁性微球的制备示意图。
图2为本发明中不同质量比下(磁性纳米颗粒：五乙烯六胺)的吸附效果图。
图3为本发明中氨基化磁性微球循环吸附示意图。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
以下实施例中磁性纳米颗粒选用Fe3O4来进行说明，碱性缓冲液选用pH＝8.5的Tris缓冲溶液来进行说明。
如图1至图3所示，一种氨基化磁性微球的制备方法，所述方法包括如下步骤：
S1：将预处理后的磁性纳米颗粒与五乙烯六胺进行氨基化反应得到磁性复合微球；
S2：将磁性复合微球在碱性缓冲液中进行分散，并与五乙烯六胺在室温下进行搅拌反应；
S3：将搅拌反应得到的产物在磁场作用下进行磁性分离得到固体产物；
S4：对固体产物进行去除杂质处理并干燥后得到氨基化磁性微球。
在本实施例中，对所述磁性纳米颗粒进行预处理的方法包括通过聚多巴胺对所述磁性纳米颗粒进行包裹。
在本实施例中，在进行氨基化反应得到所述磁性复合微球时的所述磁性纳米颗粒与所述五乙烯六胺的质量比为1：1-1：5。
在本实施例中，所述磁性纳米颗粒包括以下至少一种：合金纳米粒子、铁氧体的纳米粒子和金属间化合物的纳米粒子。
在本实施例中，所述搅拌反应的反应时间为6-10h。
在本实施例中，对固体产物进行去除杂质处理的方法包括：
通过水和/或乙醇对固体产物进行至少六次清洗。
一种氨基化磁性微球的应用方法，所述方法包括：
吸附反应：将氨基化磁性微球放置于含脱氧核糖核酸(DNA)中在特定环境下进行吸附，直至饱和；
脱附反应：将吸附饱和的氨基化磁性微球放置于碱性缓冲液中进行脱附操作；
将脱附反应后的氨基化磁性微球再次用于吸附反应。
在本实施例中，吸附反应和脱附反应的反应时间均不少于60min。
在本实施例中，所述脱附反应为在磁场作用下进行脱附。
以下通过实施例来进一步阐述本发明：
实施例1
分别按磁性纳米颗粒与五乙烯六胺的质量比为1:1，1:2，1:3，1:4，1:5进行功能化，将磁性纳米颗粒超声分散在50mLpH＝8.5的Tris缓冲溶液中，再加入一定量的五乙烯六胺，然后室温搅拌反应8h。反应结束后，利用外加磁场分离得到固体产物，用水和乙醇重复洗涤去除杂质，干燥后得到氨基化磁性微球。
将制得的氨基化磁性微球加入到50mg/LDNA溶液中，吸附60min后，得到吸附效果如图2所示。从图2可以看出，随着质量比的增大，氨基化磁性微球的吸附能力也在提升，当质量比达到1:3时，吸附能力达到最高值。质量比继续增大，最大吸附量不再有明显变化。由图2说明磁性纳米颗粒与五乙烯六胺的最佳质量比为1:3。
实施例2
分别按磁性纳米颗粒与五乙烯六胺的质量比为1:3进行功能化，将磁性纳米颗粒超声分散在50mLpH＝8.5的Tris缓冲溶液中，再加入一定量的五乙烯六胺，然后室温搅拌反应8h。反应结束后，利用外加磁场分离得到固体产物，用水和乙醇重复洗涤去除杂质，干燥后得到氨基化磁性微球。
将制得的氨基化磁性微球加入到50mg/LDNA溶液中，吸附60min后，进行脱附，在重复上述吸附DNA步骤；图3为氨基化磁性微球循环吸附示意图，从图中可以看出，重复使用8次后，对于染料的去除率仍保持90％以上。
综上所述，磁性纳米颗粒与五乙烯六胺的比重在1：3的情况下反应得到的氨基化磁性微球的吸附效果最好。
聚多巴胺包覆的四氧化三铁磁性纳米微球的制备参考文献【Pan X,Cheng S,SuT,et al.Poly(2-hydroxypropylene imines)functionalized magnetic polydopaminenanoparticles for high-efficiency DNA isolation.Applied Surface Science,2019,498:143888】。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。
Claims (9)
1.一种氨基化磁性微球的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
S1：将磁性纳米颗粒进行预处理，预处理后的磁性纳米颗粒与五乙烯六胺进行氨基化反应得到磁性复合微球；
S2：将步骤S1得到的磁性复合微球在碱性缓冲液中进行分散，并与五乙烯六胺在室温下进行搅拌反应，得反应后的产物；
S3：将步骤S2搅拌反应得到的产物在磁场作用下进行磁性分离得到固体产物；
S4：对步骤S3得到的固体产物进行去除杂质处理，并干燥后得到氨基化磁性微球。
2.根据权利要求1所述的一种氨基化磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中磁性纳米颗粒进行预处理的方法包括通过聚多巴胺对所述磁性纳米颗粒进行包裹。
3.根据权利要求1所述的一种氨基化磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，预处理后的磁性纳米颗粒与五乙烯六胺的质量比为1：(1-5)。
4.根据权利要求1所述的一种氨基化磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤S1中，磁性纳米颗粒选自合金纳米粒子、铁氧体的纳米粒子、金属间化合物的纳米粒子中的任意一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种氨基化磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤S2中，搅拌反应的反应时间为6-10h。
6.根据权利要求1所述的一种氨基化磁性微球的制备方法，其特征在于：所述步骤S4中，对固体产物进行去除杂质处理的方法包括：
通过水和/或乙醇对固体产物进行至少六次清洗。
7.一种根据权利要求1-6任一项制备方法制备的氨基化磁性微球的应用，其特征在于，包括以下应用：
吸附反应：将氨基化磁性微球放置于含脱氧核糖核酸(DNA)中在特定环境下进行吸附，直至饱和；
脱附反应：将吸附饱和的氨基化磁性微球放置于碱性缓冲液中进行脱附操作；
将脱附反应后的氨基化磁性微球再次用于吸附反应。
8.根据权利要求7所述的一种氨基化磁性微球的应用，其特征在于：所述吸附反应的反应时间不少于60min，所述脱附反应的反应时间不少于60min。
9.根据权利要求7所述的一种氨基化磁性微球的应用方法，其特征在于：所述脱附反应为在磁场作用下进行脱附反应。
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| CN202011302103.5A Pending CN112427027A (zh) | 2020-11-19 | 2020-11-19 | 一种氨基化磁性微球的制备方法及应用 |
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19943374A1 (de) * | 1999-09-10 | 2001-03-29 | Max Planck Gesellschaft | Verfahren zum Anbinden von Nukleinsäuren an eine Festphase |
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| CN110756174A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-07 | 南京理工大学 | 羧基化磁性纳米微球、制备方法及其在阳离子染料处理中的应用 |
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-
2020
- 2020-11-19 CN CN202011302103.5A patent/CN112427027A/zh active Pending
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