一种介孔材料及其修饰方法和用途技术

本发明专利技术公开一种介孔硅材料的修饰方法，所述方法采用特定的修饰物质和修饰条件，使得修饰后的介孔硅材料上的硅羟基能够被完全取代，所得修饰后介孔硅材料具有对蛋白和核酸类物质更好的捕获能力。另外，本发明专利技术还公开了采用所述修饰方法修饰得到的介孔材料，以及所得介孔材料在用于捕获分离ctDNA中的用途。本发明专利技术所公开的采用介孔材料分离ctDNA的方法，能够实现对ctDNA样品的快速高效捕获，同时简单快捷，可以有效解决ctDNA已被分解和需要较长预处理时间的瓶颈，为ctDNA更广泛的产业化应用奠定了基础。

Mesoporous material and its modifying method and use

The invention discloses a method of modified mesoporous silica material, the method of using modified material and modification conditions, the silicon hydroxyl modified mesoporous silicon material on the can be completely replaced, the modified mesoporous silicon material has the ability to capture of protein and nucleic acids better. In addition, the invention discloses mesoporous materials modified with the modified method, and the use of the resulting mesoporous material in capturing and separating ctDNA. The separation method of ctDNA mesoporous materials disclosed by the invention can realize the efficient capture of ctDNA samples at the same time, simple and quick, can effectively solve the bottleneck of ctDNA has been decomposed and need longer pretreatment time, laid the foundation for the industrialization of the more widely used ctDNA.

【技术实现步骤摘要】
一种介孔材料及其修饰方法和用途
本专利技术涉及一种介孔材料的修饰方法及修饰所得介孔材料的用途，尤其是一种介孔硅材料的修饰方法及修饰后所得介孔硅材料在分离ctDNA中的用途。
技术介绍
介孔材料是指孔径介于2-50nm的一类多孔材料。介孔材料具有极高的比表面积、规则有序的孔道结构、狭窄的孔径分布、孔径大小连续可调等特点，使得它在很多微孔沸石分子筛难以完成的大分子的吸附、分离，尤其是催化反应中发挥作用。一般生物大分子如蛋白质、酶、核酸等，当它们的分子质量大约在1～100万之间时尺寸小于10nm，相对分子质量在1000万左右的病毒其尺寸在30nm左右。有序介孔材料的孔径可在2－50nm范围内连续调节和无生理毒性的特点使其非常适用于酶、蛋白质等的固定和分离。但是，不经过修饰的硅材料对蛋白和核酸的吸附和捕获的能力比较低，主要原因是硅材料表面主要是硅羟基，其在生理环境(pH6-8)下，主要呈负电性，因此对蛋白和核酸等物质的捕获能力比较差。由于硅材料表面的羟基极易发生取代，因此硅材料容易被修饰。通过对硅材料修饰上特定的基团，配合相应的孔径可以实现对蛋白和核酸等的高效捕获。但是，在修饰过程中，需要对整个条件进行控制，以保证修饰效果。但是经过修饰之后，很难实现对硅羟基的完全取代，残留的硅羟基会影响材料对蛋白和核酸的捕获，因此对硅材料表面硅羟基的完全将大大提高材料对蛋白和核酸等的捕获效率。循环肿瘤DNA循环肿瘤DNA，即ctDNA(circulatingtumorDNA)，是指肿瘤细胞体细胞DNA经脱落或者当细胞凋亡后释放进入循环系统，是一种特征性的肿瘤生物标记。通过ctDNA检测，能够检出血液中的肿瘤踪迹。对于大部分ctDNA，其大小为150bp左右，因此其大小为50nm(直径为2nm，典型的DNA双螺旋大约平均一圈为10个bp长34A,即3.4nm,所以1bp＝0.34nm，所以通过计算可以得到ctDNA的大小)。然而，对于ctDNA在实际应用中存在以下问题：1)ctDNA在血液中的半衰期短，只有两个小时左右，同时ctDNA在血液中不稳定，因此在检测ctDNA时，需要迅速从血液样品中分离出ctDNA。2)对于大部分现有技术，绝大多数样品需要两个小时以上进行样品的准备[2].3)ctDNA主要来自于血液样品，同时这些样品需要进行一系列复杂操作来分离ctDNA，来进行后续的检测。这些复杂的操作需要昂贵的仪器设备和专业摄氏，因此对于一些社区医院和偏远地区，ctDNA的检测受到了极大的限制。因此，需要一种迅速而且简单的方法来对ctDNA进行分离。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足之处而提供一种可控的介孔材料修饰方法及采用所述方法修饰得到的介孔材料；同时，本专利技术的另一目的在于提供一种采用所述修饰后的介孔材料修饰方法对血液或尿液样品中特定蛋白和ctDNA的捕获分离方法。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种介孔材料修饰方法，所述方法包括以下步骤：(1)将介孔材料烘干；(2)将介孔材料均匀分散在溶剂中，然后在所述溶剂沸点温度以上油浴至少6小时；(3)然后加入化合物A，继续油浴至少12小时；(4)收集步骤(3)中修饰过的介孔材料，用洗脱剂洗脱，然后除去洗脱剂；其中化合物A的结构式为：X为甲氧基或乙氧基，Y为C18H37、C8H17、CH2或苯基。本专利技术所述介孔材料修饰方法，采用所述特定的化合物A在特定的修饰条件下，对介孔材料进行修改，本申请专利技术人发现，本专利技术所述方法修饰后所得介孔材料对蛋白和核酸具有较好的捕获能力。本专利技术所述介孔材料修饰方法，其中步骤(2)和步骤(3)中的油浴时间分别为至少6小时和至少12小时，本领域技术人员根据实际情况可选择油浴更长的时间。作为本专利技术所述介孔材料修饰方法的优选实施方式，所述步骤(2)介孔材料与溶剂的量比为1g/40ml；所述溶剂为苯、甲苯、四氯化碳、二氧乙烷中的至少一种；所述油浴中使用的油为二甲基硅油。将介孔材料按照一定的量比均匀分散在溶剂中，而且选择所述特定的溶剂，采用油浴的方法先油浴一定时间，然后再加入化合物A进行修饰，从而达到本专利技术所述的修饰效果。作为本专利技术所述介孔材料修饰方法的更优选实施方式，所述步骤(2)中采用的溶剂为甲苯，所述油浴的温度为至少110℃。所述油浴温度根据选择的溶剂不同会有所不同，一般地，所述油浴温度应大于所选择溶剂的沸点。作为本专利技术所述介孔材料修饰方法的优选实施方式，所述步骤(3)中加入的化合物A的量为5×10-4摩尔每100毫克介孔材料。本申请人经过大量研究发现，当步骤(3)中加入的化合物的量为5×10-4摩尔每100毫克介孔材料。时，结合所述特定的修饰条件，加入的化合物A能够对介孔材料起到更好的修饰作用，能够完全将介孔材料上的硅羟基取代，而硅羟基被完全取代后的介孔材料具有对蛋白和核酸类物质更好的捕获分离能力。作为本专利技术所述介孔材料修饰方法的优选实施方式，所述化合物A为辛基三甲氧基硅烷。本申请中，所述化合物A的选择不同，即采用不同长度的碳链结构对所述介孔材料进行修改时，所述不同长度的碳链结构会影响材料对蛋白和核酸的捕获能力。本申请专利技术人经过大量研究发现，当所述化合物A选择辛基三甲氧基硅烷时，所述八个碳的碳链长度修饰所述介孔材料时，即介孔材料上的硅羟基完全被辛烷基取代，修饰后所得介孔材料对蛋白和核酸类物质的捕获分离能力最好。作为本专利技术所述介孔材料修饰方法的优选实施方式，所述步骤(1)中，所述介孔材料为介孔硅材料，所述烘干为在8～150℃下烘干6～12小时；所述步骤(4)中采用的洗脱剂为乙醇，除去洗脱剂采用如下方法：在50～100℃下真空4～12小时。本专利技术所述介孔材料修饰方法中，所述介孔材料为介孔硅材料，所述介孔硅材料可选择MCM-41等。所述步骤(1)中的烘干条件没有严格限定，一般只要能够达到将介孔硅材料烘干的目的即可，一般地，所述烘干是在8～150℃下烘干6～12小时即可达到目的。所述步骤(4)中洗脱的目的主要是将介孔材料中捕获的ctDNA洗脱下来，所述洗脱剂优选但不限于选择乙醇，一般采用乙醇洗脱介孔材料三次，即可将介孔材料中捕获的ctDNA洗脱下来。所述洗脱剂的除去方法优选但不限于在50～100℃下真空4～12小时，选择不同的洗脱剂，所采用的洗脱剂去除方法会有所不同，本领域技术人员根据所选择的洗脱剂能够合理选择适用的洗脱剂去除方法。作为本专利技术所述介孔材料修饰方法的优选实施方式，所述步骤(2)中采用超声处理将介孔材料均匀分散在溶剂中。本专利技术所述介孔材料修饰方法中，所述步骤(2)中优选但不限于采用超声处理方式将介孔材料均匀分散在溶剂中，所述超声处理优选但不限于：将介孔材料加入到含有超纯水的试管中，将试管置于冰水中(为了防止超声产生的热量会对样品产生影响)，然后将超声破碎仪的探头置于试管的底部，超声1～2分钟。另外，本专利技术还提供一种对蛋白和核酸捕获效果较好、能够较好应用于ctDNA的捕获分离的介孔材料，所述介孔材料采用如上所述方法修饰得到。采用本专利技术所述方法修饰得到的介孔材料，其中的硅羟基被完全取代，具有对蛋白和核酸类物质更好的捕获分离能力。最后，本专利技术还提供了采用如上所述方法修饰得到的介孔材料在分离ctDNA中的用途，采用如上所述方法修饰得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种介孔材料修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将介孔材料烘干；(2)将介孔材料均匀分散在溶剂中，然后在所述溶剂沸点温度以上油浴至少6小时；(3)然后加入化合物A，继续油浴至少12小时；(4)收集步骤(3)中修饰过的介孔材料，用洗脱剂洗脱，然后除去洗脱剂；其中化合物A的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种介孔材料修饰方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将介孔材料烘干；(2)将介孔材料均匀分散在溶剂中，然后在所述溶剂沸点温度以上油浴至少6小时；(3)然后加入化合物A，继续油浴至少12小时；(4)收集步骤(3)中修饰过的介孔材料，用洗脱剂洗脱，然后除去洗脱剂；其中化合物A的结构式为：X为甲氧基或乙氧基，Y为C18H37、C8H17、CH2或苯基。2.如权利要求1所述的介孔材料修饰方法，其特征在于，所述步骤(2)介孔材料与溶剂的量比为1g/40ml；所述溶剂为苯、甲苯、四氯化碳、二氧乙烷中的至少一种；所述油浴中使用的油为二甲基硅油。3.如权利要求1所述的介孔材料修饰方法，其特征在于，所述步骤(3)中加入的化合物A的量为5×10-4摩尔每100毫克介孔材料。4.如权利要求1或3所述的介孔材料修饰方法，其特征在于，所述化合物A为辛基三甲氧基硅烷。5.如权利要求1所述的介孔材料修饰方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述介孔材料为介孔硅材料，所述烘干为在8～150℃下烘干6～12小时；所述步骤(4)中采用的洗脱剂为乙醇，除去洗脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：张龙，张蓓，
申请(专利权)人：张龙，张蓓，
类型：发明
国别省市：广东,44