一种层层组装多功能纳米磁珠的制备制造技术

本发明专利技术公开一种含Fe

【技术实现步骤摘要】
一种层层组装多功能纳米磁珠的制备
本专利技术属于生物材料领域，具体涉及一种层层组装多功能纳米磁珠及其制备方法。
技术介绍
基因精准快检技术在临床，POCT(即时检测)、现场检测等领域有着广泛的应用前景，而如何实现核酸的特异性快速提取是目前急需解决的一大问题。目前的核酸提取过程操作复杂、特异性低，无法满足基因精准快检技术的需求。在各种提取技术中，磁珠提取技术应用范围最为广泛，应用前景也最为广阔。而传统的磁珠的制备方法较为复杂，常规步骤大致分为以下三个步骤：首先合成四氧化三铁磁性颗粒，然后在四氧化三铁颗粒外面生长一定厚度的二氧化硅，最后在二氧化硅表面进行修饰，使之表面带上满足下一步核酸提取所需各种基团。此过程步骤繁多，操作麻烦。也存在如下缺点：粒径分布很宽造成材料稳定性难以保证；部分磁珠颗粒易未包覆完全，造成荧光淬灭；包覆再修饰易造成表面官能团分布不均匀。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种层层组装多功能纳米磁珠及其制备方法，应用于核酸提取等生物领域。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，其特征在于：该多功能纳米磁珠以Fe3O4(四氧化三铁)和苯乙烯-功能基共聚物为基质的层层组装，形貌为规则球形，粒径随层数增加，粒径范围为200nm～2μm，所述功能基为羧基、羟基或氨基。具体的，所述苯乙烯-功能基共聚物为苯乙烯-羧基共聚物时，以苯乙烯和含有羧基与双键的羧酸为基质聚合制得，所述羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的一种或多种。具体的，所述苯乙烯-功能基共聚物为苯乙烯-羟基共聚物时，以苯乙烯和含有羟基与双键的醇为基质聚合制得，所述醇为甲基丙烯羟乙酯。具体的，所述苯乙烯-功能基共聚物为苯乙烯-氨基共聚物时，以苯乙烯和含有氨基与双键的胺为基质聚合制得，所述胺为烯丙基胺。上述任一种层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，包括如下步骤：1)制备亲油性磁珠并分散在苯乙烯溶液中；2)第1层组装，以苯乙烯作为油溶性单体加入到油溶性单体加入到反应体系中做种子，反应体系包含水、表面活性剂、聚合引发剂和固化剂；3)第2层将步骤1)制得的磁珠-苯乙烯溶液，加入到反应体系中进行聚合并固化；4)重复步骤3)进行多层组装；5)最后一层加入苯乙烯-功能基共聚物，形成球面带有功能基的磁珠。具体的，步骤1)中采用亲水性的小尺寸共沉淀法制得的磁珠进行亲油基团的改性，本专利技术使用油酸改性，将改性后的小尺寸磁珠分散在苯乙烯中。具体的，步骤2)构建的反应体系中表面活性剂为硬脂酸，聚合引发剂为偶氮二异丁腈，固化剂为正十二硫醇。具体的，步骤3)中的反应温度为80～100℃，反应时间为0.5～1.5h。具体的，步骤4)中重复加入的层数为3～10层。具体的，步骤3)-5)中每层加入的投料质量比例为水：苯乙烯：表面活性剂：聚合引发剂：固化剂＝100：20～35：1～1.5：2～5：1.5～2。本专利技术还提供一种应用于核酸纯化、蛋白纯化、核酸提取与扩增、免疫分析的试剂盒，包含上述层层组装多功能纳米磁珠。需要说明的是：本专利技术所述的多功能纳米磁珠采用扫描电子显微镜、磁滞回线、红外光谱分析、热重分析、光谱检测等表征。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：1)常规的一次加入磁珠的包裹方法，如SiO2包覆，所制备的磁珠，粒径分布很宽；本专利技术所采用的新型层层组装法制备的磁珠，粒径呈窄分布，即单分散；2)常规的一次加入磁珠的包裹方法制备的磁珠，会有一些Fe3O4未包覆完全；本专利技术所述磁珠制备方法经过的多重包覆，能将Fe3O4包覆完全；3)本专利技术提供的磁珠制备方法将表面功能基团修饰与壳层包覆两个步骤合并为一步，方法简便，易操作，重现性好。附图说明图1实施例2所得磁珠的SEM图；图2实施例2所得磁珠的磁滞回线图；图3实施例2所得层层组装羧基磁珠的红外光谱图；图4实施例9所述磁珠提取DNA的PCR扩增图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术作进一步的阐述，但不限制本专利技术。凡是不背离本专利技术构思的改变或等同替代均包括在本专利技术的保护范围之内。实施例1亲油性磁珠的制备将15g共沉淀制备的磁珠放置于三口烧瓶中，加入1L水分散，氮气保护下搅拌反应半小时，再加入1g油酸继续反应，反应1h。磁吸，水、乙醇各洗两次。实施例25层组装羧基磁珠的制备500ml水中加入5g衣康酸，加热至85℃搅拌溶解，将10g硬脂酸、8g正十二硫醇溶于20g苯乙烯加入体系中，另配制两种溶液，A溶液为40g苯乙烯溶解10g偶氮二异丁腈，等分为5份，B溶液将5g亲油性Fe3O4分散于40g苯乙烯中，等分为3份，将1份A溶液加入体系中反应半小时至溶液呈乳白色后再加入1份A溶液和1份B溶液，重复此操作3次后将最后1份A溶液加入，反应8h后结束反应，通过磁吸、洗涤制得样品。采用扫描电子显微镜(SEM)对实施例2所得磁珠样品进行表征，具体将所得样品分散于水中涂布于硅片上，结果如图1所示，可见，实施例2所得微胶囊型相变储能材料形貌为分散性极好的形状规则的球体，粒径分布较为均一。实施例35层组装羟基磁珠的制备与实施例2类似，500ml水中加入6g甲基丙烯羟乙酯，加热至85℃搅拌溶解，将10g硬脂酸、8.2g正十二硫醇溶于20g苯乙烯加入体系中，另配制两种溶液，A溶液为40g苯乙烯溶解9.8g偶氮二异丁腈，等分为5份，B溶液将5g亲油性Fe3O4分散于40g苯乙烯中，等分为3份，将1份A溶液加入体系中反应半小时至溶液呈乳白色后再加入1份A溶液和1份B溶液，重复此操作3次后将最后1份A溶液加入，反应8h后结束反应，通过磁吸、洗涤制得样品。实施例45层组装氨基磁珠的制备与实施例2类似，500ml水中加入5.5g烯丙基胺，加热至85℃搅拌溶解，将10g硬脂酸、8.2g正十二硫醇溶于20g苯乙烯加入体系中，另配制两种溶液，A溶液为40g苯乙烯溶解9.8g偶氮二异丁腈，等分为5份，B溶液将5g亲油性Fe3O4分散于40g苯乙烯中，等分为3份，将1份A溶液加入体系中反应半小时至溶液呈乳白色后再加入1份A溶液和1份B溶液，重复此操作3次后将最后1份A溶液加入，反应8h后结束反应，通过磁吸、洗涤制得样品。实施例5磁滞回线的测试采用磁滞回线试验仪对实施例2中的样品进行测试与磁性分析，所测磁滞回线如图2所示，可见磁性能较好。实施例6红外光谱测试使用红外光谱仪对实施例2至实施例4所得3个磁珠样品进行红外光谱测试，分析所得磁珠表面官能团。实施例2所述羧基磁珠的红外光谱如图3所示。实施例7热重测试将实施例2所得羧基磁珠用热重分析仪进行测试，通过羧基的特性测定磁珠表面羧基含量。测得羧基的含量为12.5％实施例8氨基含量测试本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，其特征在于：该多功能纳米磁珠以Fe

【技术特征摘要】
1.一种层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，其特征在于：该多功能纳米磁珠以Fe3O4(四氧化三铁)和苯乙烯-功能基共聚物为基质的层层组装，形貌为规则球形，粒径随层数增加，粒径范围为200nm～2μm，所述功能基为羧基、羟基或氨基。


2.根据权利要求1所述层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，其特征在于：所述苯乙烯-功能基共聚物为苯乙烯-羧基共聚物时，以苯乙烯和含有羧基与双键的羧酸为基质聚合制得，所述羧酸为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、马来酸中的一种或多种。


3.根据权利要求1所述层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，其特征在于：所述苯乙烯-功能基共聚物为苯乙烯-羟基共聚物时，以苯乙烯和含有羟基与双键的醇为基质聚合制得，所述醇为甲基丙烯羟乙酯。


4.根据权利要求1所述层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，其特征在于：所述苯乙烯-功能基共聚物为苯乙烯-氨基共聚物时，以苯乙烯和含有氨基与双键的胺为基质聚合制得，所述胺为烯丙基胺。


5.根据权利要求2～4所述任一种层层组装多功能纳米磁珠的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备亲油性磁珠并分散在苯乙烯溶液中；
2)第1层组装，以苯乙烯作为油溶性单体加...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻学锋，刘海生，吴列，
申请(专利权)人：武汉中科先进技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42