核酸合成固相载体、制备方法及含有该载体的核酸合成装置、核酸合成方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种核酸合成固相载体，其制备方法为：制得水基磁流体，将其加入到含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体中，静置至产生凝胶，然后凝胶在600～900℃热处理1～3h获得磁控孔玻璃珠MCPG。对MCPG进行活化，可以连接各种核苷酸单体。本发明专利技术还涉及核酸合成装置，包括上述的MCPG、在壳体内嵌设电磁铁构成的电磁棒以及反应板。反应棒装载适量经活化的MCPG，然后将反应棒插入到反应板中各个反应池中，通过控制电磁铁通断电实现MCPG的吸附和释放，完成核酸片段的合成。该装置能够取代现有的塑料合成柱，通过控制磁控孔玻璃珠的用量可以在同一套设备中实现从1‑50000nmol的核酸合成规模。

【技术实现步骤摘要】
核酸合成固相载体、制备方法及含有该载体的核酸合成装置、核酸合成方法
本专利技术涉及核酸合成
，且特别涉及一种核酸合成固相载体、制备方法及含有该载体的核酸合成装置、核酸合成方法。
技术介绍
核酸片段的人工化学合成始于50年代初期，1980年，全自动的固相核酸合成仪面市后，使得快速、高效合成核酸片段成为可能，这大大地推动了生物工程技术的蓬勃发展。现有技术中，DNA通过固相亚磷酰胺三酯法合成：溶液中的采用β-乙腈亚磷酰胺化学合成核酸片段，核酸链的合成时从3'→5'方向进行，通常3'端的第一个碱基结合在控孔玻璃珠(ControlledPoreGlass，CPG)上。CPG装配在两端有筛板的塑料合成柱中间，通过反应液通过合成柱完成一系列脱保护、缩合、封闭、氧化步骤，循环操作，最终通过氨解将目标核酸序列从CPG上解离下来纯化得到成品。专利技术人研究发现，采用现有的塑料合成柱完成核酸合成时，塑料合成柱的规格是固定的，在同一设备上只能实现固定规模的核酸片段的合成，例如50nmol、100nmol、200nmol等，合成操作不方便。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种核酸合成固相载体，此固相载体为磁控孔玻璃珠，可以替换现有的CPG塑料合成柱，提高制备量的适应性，减少试剂的使用和塑料污染的产生。本专利技术的另一目的在于提供一种核酸合成固相载体的制备方法，制备方法简单、易于操作，各项参数容易控制，适用于工业化大规模生产。本专利技术的第三个目的在于提供含有上述核酸合成固相载体的核酸合成装置，结构简单，取代现有加液枪和塑料合成柱体系，生产方便。本专利技术的第四个目的在于提供一种核酸合成方法，取代现有的核酸制备中反应、分离、洗涤的方式，合成方便、快捷、成本低、污染少。本专利技术解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。本专利技术提出一种核酸合成固相载体的制备方法，包括以下步骤：S1，获取水基磁流体；S2，将所述水基磁流体加入到含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体中，静置至产生凝胶；S3，将所述凝胶在保护气氛下600～900℃热处理1～3h获得磁控孔玻璃珠。本专利技术还提出一种核酸合成固相载体，其根据上述的制备方法制得。本专利技术还提出一种核酸合成装置，包括：上述的磁控孔玻璃珠；电磁棒：包括壳体、嵌设在所述壳体内的电磁铁，所述电磁铁连接至外部电源，通电时所述电磁棒的外壁吸附所述磁控孔玻璃珠，断电时释放所述磁控孔玻璃珠；反应板：具有多个用于容置试剂的反应孔，吸附有磁控孔玻璃珠的所述电磁棒能进入所述反应孔中使所述磁控孔玻璃珠与所述反应孔内的试剂反应。本专利技术还提出一种核酸合成方法，应用上述的核酸合成装置，且所述磁控孔玻璃珠经过活化处理以链接核苷，所述电磁棒通电吸附活化的所述磁控孔玻璃珠形成反应棒，然后进行以下步骤：脱保护：将所述反应棒插入到质量分数为1％的三氟乙酸的二氯甲烷溶液中，控制所述电磁棒通断电23～35次，脱去所述磁控孔玻璃珠上的DMT保护基团；缩合：将合成目标核酸序列所需的核酸单体与催化剂四氮唑混合，得到亚磷酰胺四唑活性中间体，然后插入所述反应棒进行通断电45～60次，形成一个延长一个碱基的核苷酸链；封闭：将所述反应棒插入到乙酸酐和乙腈的混合液中进行通断电45～60次；氧化：将所述反应棒插入到含有碘、吡啶和水的混合液中，进行通断电45～60次；按照上述的脱保护、缩合、封闭、氧化步骤循环，直到合成目标核酸序列。本专利技术实施例的核酸合成固相载体及其制备方法、核酸合成装置以及核酸合成方法的有益效果是：通过水基磁流体和含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体反应，制得磁控孔玻璃珠(MCPG)。MCPG不仅具有现有的CPG的功能，可以链接核酸单体，实现核酸片段的合成，而且具有软磁性，电磁铁在通断电过程中能够对MCPG进行吸附和释放。既可以将MCPG释放到试剂中，进行反应，又可以将MCPG吸附在电磁铁上，实现MCPG在不同反应孔中的转移。通过在壳体内嵌电磁铁，形成电磁棒，配合具有多个反应孔的反应板，取代现有的加液枪和塑料合成柱体系。电磁棒通电吸附活化后的MCPG，作为核酸合成过程的反应棒。核酸合成过程中，将反应棒插入到不同的反应孔内，控制电磁棒通断电，实现MCPG的分散和聚集，完成脱保护、缩合、封闭、氧化等步骤。且在上述过程中，通过移动反应棒，实现MCPG在不同试剂中进行反应，完成核酸片段的合成。相比于现有核酸制备过程，在试剂进入到塑料合成柱中进行反应，需要进行反应、分离、洗涤、抽干等步骤，本专利技术的合成方法更为方便、快捷，且能够大大减少试剂的用量，避免塑料污染等。此外，通过控制MCPG的用量可以在同一套设备中实现从1-5000nmol的核酸合成规模。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例的核酸合成装置的结构示意图；图2为本专利技术试验例1的HPLC色谱图；图3为本专利技术试验例1的质谱图；图4为本专利技术试验例2的PCR扩增曲线；其中，曲线1为本专利技术实施例2提供的引物扩增曲线，曲线2为传统DNA合成柱提供的引物扩增曲线。图标：100-核酸合成装置；10-磁控孔玻璃珠；20-电磁棒；21-壳体；22-电磁铁；30-反应板；31-反应孔。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。下面对本专利技术实施例的核酸合成固相载体及其制备方法、核酸合成装置以及核酸合成方法进行具体说明。本专利技术实施例提供一种核酸合成固相载体的制备方法，包括以下步骤：S1，获取水基磁流体。优选地，获取水基磁流体的步骤包括：S11，将摩尔比为1～3:1的六水合三氯化铁和四水合二氯化铁溶于水中，得到Fe3+浓度为0.2-0.5mol/L的铁盐溶液。进一步地，六水合三氯化铁和四水合二氯化铁的摩尔比为2:1，铁盐溶液的浓度为0.3mol/L。S12，在惰性气氛下，加入沉淀剂，70～90℃水浴搅拌20～40min，分离得到沉淀产物。进一步地，惰性气体选用氮气或氦气。沉淀剂选用氨水。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，该步骤中，维持pH为10～11。S13，将所述沉淀产物分散于水中，加入稳定剂，70～90℃水浴搅拌20～40min得到水基磁流体。进一步地，稳定剂为酒石酸。进一步优选地，酒石酸的体积分数为2％。在上述条件下，获得的水基磁流体的临界尺寸小，粒子的顺磁性临界尺寸＜5nm，磁性强。S2，将水基磁流体加入到含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体中，静置至产生凝胶。进一步地，在本专利技术较佳实施例中，该步骤中，含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体的制备方法为：将软磁材料粉末分散在反应液中，搅拌0.6～1.5h，形成溶胶凝胶前驱体混合物。其中，所反应液为体积比为1:0.8～1.2：0.8～1.2:0.008～0.0012的正硅酸乙酯、乙醇、水以及高氯酸，进一步地，正硅酸乙酯、乙醇、水以及高氯酸的体积比为1:1:1:0.1。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种核酸合成固相载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取水基磁流体；S2，将所述水基磁流体加入到含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体中，静置至产生凝胶；S3，将所述凝胶在保护气氛下600～900℃热处理1～3h获得磁控孔玻璃珠。

【技术特征摘要】
1.一种核酸合成固相载体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取水基磁流体；S2，将所述水基磁流体加入到含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体中，静置至产生凝胶；S3，将所述凝胶在保护气氛下600～900℃热处理1～3h获得磁控孔玻璃珠。2.根据权利要求1所述的核酸合成固相载体的制备方法，其特征在于，步骤S1中，获取所述水基磁流体的步骤包括：S11，将摩尔比为1～3:1的六水合三氯化铁和四水合二氯化铁溶于水中，得到Fe3+浓度为0.2-0.5mol/L的铁盐溶液；S12，在惰性气氛下，加入沉淀剂，70～90℃水浴搅拌20～40min，分离得到沉淀产物；S13，将所述沉淀产物分散于水中，加入稳定剂，70～90℃水浴搅拌20～40min得到水基磁流体。3.根据权利要求2所述的核酸合成固相载体的制备方法，其特征在于，所述沉淀剂为氨水，所述稳定剂为酒石酸。4.根据权利要求1所述的核酸合成固相载体的制备方法，其特征在于，步骤S2中，含软磁材料粉末的硅溶胶前驱体的制备方法为：将软磁材料粉末分散在反应液中，搅拌0.6～1.5h；其中，所述反应液为体积比为1:0.8～1.2：0.8～1.2:0.008～0.0012的正硅酸乙酯、乙醇、水以及高氯酸，所述软磁材料选自铁氧体、碳钢、硅钢、铁镍合金中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的核酸合成固相载体的制备方法，其特征在于步骤S4，同时还包括对所述磁控孔玻璃珠进行活化的步骤：将核酸单体、苯并三氮唑-N,N,N',N'-四甲基脲六氟磷酸盐、溶剂混合后，加入活化剂，振荡溶解后，投入所述磁控孔玻璃珠，振荡反应20～50min，蒸发去除溶剂后，加入连接液，振荡反应20～50min，分离出所述磁控孔玻璃珠，干燥。6.根据权利要求5所述的核酸合成固相载体的制备方法，其特征在于，所述活化剂为四氮唑，所述溶剂为乙腈，所以连接液为体积比...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑志凌，陈波，朱志强，许全贵，
申请(专利权)人：厦门纽克泰生物技术有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35