一种二氧化硅纳米纤维膜及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及纳米材料领域，公开了一种二氧化硅纳米纤维膜及其制备方法和应用，该方法包括：(1)制备含有纳米二氧化硅、表面活性剂、高分子聚合物和溶剂的纺丝液；(2)利用静电纺丝技术对步骤(1)所述纺丝液进行处理，干燥得到二氧化硅纳米纤维膜；其中，步骤(1)所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-120nm。采用本发明专利技术提供的方法制得的二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径为80-600nm，厚度小，由此使得其孔径和比表面积较大，表面能和表面活性高，将本发明专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜应用于RNA提取试剂盒吸附柱中，具有提取范围种类广、快速简便、提纯率高、性价比高的优点。

Silicon dioxide nanofiber film, preparation method and application thereof

The present invention relates to the field of nano materials and discloses a silicon dioxide nano fiber membrane and preparation method and application thereof, the method comprises the following steps: (1) spinning solution preparation containing nano silica, surfactant, polymer and solvent; (2) using the electrospinning technique of step (1) of the spinning solution for processing, drying to obtain silica nano fiber membrane; wherein, step (1) have an average particle size of 20-120nm nano silica. Silica nano fiber membrane by the method provided by the invention of the prepared fiber diameter is 80-600nm, thickness is small, which makes the size and large specific surface area, surface energy and high surface activity, the silica nano fiber membrane provided by the invention to RNA Extraction Kit adsorption column, with wide range, extraction simple and fast, the advantages of high purification rate and high performance.

【技术实现步骤摘要】
一种二氧化硅纳米纤维膜及其制备方法和应用
本专利技术涉及纳米材料领域，具体地，涉及一种二氧化硅纳米纤维膜、一种二氧化硅纳米纤维膜的制备方法以及由该方法制得的二氧化硅纳米纤维膜及二氧化硅纳米纤维膜在RNA吸附中的应用。
技术介绍
目前，硅胶是应用最广泛的一种极性吸附剂，具有多孔性网状结构，它的主要优点是具有化学惰性同时具有较大的吸附量，易于制备不同类型、不同孔径、不同表面积的多孔性硅胶。传统的RNA提取主要方法为利用相似相容原理进行提取或利用化学试剂萃取核酸(煮沸裂解法、酚-氯仿法)。这两种方法由于大量使用有机溶剂，如苯酚、氯仿等，容易引起环境污染。从而利用硅胶对RNA的特异吸附性能产生了新一代提取RNA的方法，可分为硅膜吸附法、硅胶磁珠法等。硅基质的过滤吸附操作，大大简化了核酸纯化过程，提供了一种快速、高通量的纯化方式。目前，硅基质吸附法已经成为核酸分离纯化最主流的技术。RNA特异性吸附于硅胶膜的原理是硅胶膜在低pH值、高离序盐存在的条件下，可以选择性吸附RNA片段，而蛋白质和其它杂质不会被吸附。再通过一系列的漂洗、离心等步骤将残留的引物、核苷酸、蛋白质等杂质去除。最后用低盐、高pH值的洗脱缓冲液将纯净的RNA从滤膜上洗脱下来。静电纺丝技术是利用高压电源产生的强大静电场力，将聚合物溶液或熔体纺成直径在微米至纳米范围内的超细纤维或纤维毡。该方法制成的超细纤维具有很大的比表面积，因而表面能和活性很大，从而产生了小尺寸效应、表面或界面效应以及量子尺寸效应等。现有技术虽然利用静电纺丝技术制备得到了用于吸附RNA的硅胶膜，但需要添加导向剂，需要高温反应形成硅源，后续还需要经过煅烧、修饰等处理，工艺条件较复杂，另外制得的硅胶膜比表面积小，进而过滤效率较低，制备成本较高，不利于大规模生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中存在的问题，提供一种二氧化硅纳米纤维膜的制备方法，通过该方法制备得到的二氧化硅纳米纤维膜具有纳米级纤维直径，厚度小，由此使得其孔径和比表面积较大，表面能和表面活性高。将本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜应用于RNA提取试剂盒吸附柱中，具有提取范围种类广、快速简便、提纯率高、性价比高的优点。为了实现上述目的，本专利技术的第一方面，本专利技术提供一种二氧化硅纳米纤维膜，该二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径为80-600nm。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供一种二氧化硅纳米纤维膜的制备方法，该方法包括：(1)制备含有纳米二氧化硅、表面活性剂、高分子聚合物和溶剂的纺丝液；(2)利用静电纺丝技术对步骤(1)所述纺丝液进行处理，干燥得到二氧化硅纳米纤维膜；其中，步骤(1)所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-120nm。根据本专利技术的第三方面，本专利技术提供由上述方法制得的二氧化硅纳米纤维膜。根据本专利技术的第四方面，本专利技术还提供了本专利技术所述的二氧化硅纳米纤维膜在RNA吸附中的应用。通过上述技术方案，本专利技术的优点如下：(1)本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜制备方法工艺简单，克服了现有技术中需要添加导向剂、高温反应形成硅源及后续煅烧、修饰等处理的缺陷；(2)本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜制备方法成本低廉，通过控制纺丝机电压、时间及纺丝液粘度等因素能够方便而且精确的控制二氧化硅纳米纤维膜的厚度及均匀性；(3)本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜具有纳米级纤维直径，厚度小，由此使得其具有孔径和比表面积较大，表面能和表面活性高等特点；(4)本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜用于纯化分离血液样品中的总RNA，RNA回收率可以达到≥80％，光密度OD260/280值≥1.9，光密度OD260/230≥1.8，利用本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜纯化的RNA片段可直接用于酶切、连接、测序、标记和杂交等各种常规分子生物操作。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为实施例1所制备纳米二氧化硅分散液的SEM图；图2为实施例1所制备二氧化硅纳米纤维膜S-1的全貌SEM图；图3为实施例1所制备二氧化硅纳米纤维膜S-1的局部SEM图；图4为实施例1所制备二氧化硅纳米纤维膜S-1的单根纤维SEM图；图5为对比例1所制备二氧化硅纳米纤维膜D-1的全貌SEM图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种二氧化硅纳米纤维膜，二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径为80-600nm，优选为100-300nm，进一步优选为200-300nm。在本专利技术中，所述二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径指的是二氧化硅纳米纤维膜中纤维线直径。在本专利技术中，所述二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径通过对至少20张扫描电子显微镜照片中二氧化硅纳米纤维膜中的纤维线直径计算平均值的方法测定的。优选地，所述二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径通过对20-50张扫描电子显微镜照片中二氧化硅纳米纤维膜中的纤维线直径计算平均值的方法测定的。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述二氧化硅纳米纤维膜的密度为1-4kg/m3，优选为1.2-2kg/m3。在本专利技术中，所述二氧化硅纳米纤维膜的密度是指在室温下，所测单位体积的质量。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述二氧化硅纳米纤维膜的厚度为25-55μm，优选为30-50μm。在本专利技术中，所述二氧化硅纳米纤维膜的厚度通过螺旋测微器测定。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述二氧化硅纳米纤维膜由纳米二氧化硅作为硅源采用静电纺丝技术制得。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-120nm，优选为20-50nm。采用该优选的平均粒径能够使得二氧化硅纳米纤维膜纤维直径和厚度更小，由此使得其孔径和比表面积较大，表面能和表面活性高，进而提高二氧化硅纳米纤维膜的RNA吸附性能。在本专利技术中对所述纳米二氧化硅的形状没有特别的限制，所述纳米二氧化硅可以包括二氧化硅纳米球、二氧化硅纳米线和二氧化硅纳米棒中的一种或多种。根据本专利技术的一种优选实施方式，该二氧化硅纳米纤维膜含有高分子聚合物。根据本专利技术的一种优选实施方式，所述高分子聚合物选自聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸和壳聚糖中的一种或多种。本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜具有纳米级纤维直径，厚度小，由此使其具有孔径和比表面积较大，表面能和表面活性高等特点，用于RNA纯化过程中具有较高的过滤效率。本专利技术提供的二氧化硅纳米纤维膜只要具有前述特征即可实现本专利技术的目的，对其制备方法无特殊要求，凡是能够制备出具有前述特征和性质的二氧化硅纳米纤维膜的方法均可用于本专利技术，针对本专利技术，优选二氧化硅纳米纤维膜按照如下制备方法制备，该方法包括：(1)制备含有纳米二氧化硅、表面活性剂、高分子聚合物和溶剂的纺丝液；(2)利用静电纺丝技术对步骤(1)所述纺丝液进行处理，干燥得到二氧化硅纳米纤维膜；其中，步骤(1)所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-120nm。根据本专利技术的一种优选实施方式，步骤(1)所述纳米二氧化硅的平均粒径为20本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二氧化硅纳米纤维膜，其特征在于，二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径为80‑600nm。

【技术特征摘要】
1.一种二氧化硅纳米纤维膜，其特征在于，二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径为80-600nm。2.根据权利要求1所述的二氧化硅纳米纤维膜，其中，所述二氧化硅纳米纤维膜的纤维直径为100-300nm，所述二氧化硅纳米纤维膜的密度为1-4kg/m3，厚度为25-55μm。3.根据权利要求1或2所述的二氧化硅纳米纤维膜，其中，所述二氧化硅纳米纤维膜由纳米二氧化硅作为硅源采用静电纺丝技术制得，所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-120nm，优选为20-50nm，所述纳米二氧化硅包括二氧化硅纳米球、二氧化硅纳米线和二氧化硅纳米棒中的一种或多种。4.根据权利要求1-3中任意一项所述的二氧化硅纳米纤维膜，其中，该二氧化硅纳米纤维膜含有高分子聚合物，所述高分子聚合物选自聚乙烯醇、聚乳酸、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸和壳聚糖中的一种或多种。5.一种二氧化硅纳米纤维膜的制备方法，其特征在于，该方法包括：(1)制备含有纳米二氧化硅、表面活性剂、高分子聚合物和溶剂的纺丝液；(2)利用静电纺丝技术对步骤(1)所述纺丝液进行处理，干燥得到二氧化硅纳米纤维膜；其中，步骤(1)所述纳米二氧化硅的平均粒径为20-120nm。6.根据权利要求5所述的制备方法，其中，所述纺丝液中，纳米二氧化硅的含量为3-7重量％，表面活性剂的含量为0.5-1重量％，高分子聚合物的含量为7-13重量％，溶剂的含量为79-89重量％；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程雪，于卫昆，赵秀婷，
申请(专利权)人：新材料与产业技术北京研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11