PHP修饰的磁性纳米微球、制备方法及其在DNA分离中的应用技术

本发明专利技术公开了一种PHP修饰的磁性纳米微球、制备方法及其在DNA分离中的应用。所述的磁性纳米微球以聚多巴胺为连接臂，将聚2-羟基丙烯亚胺修饰在被聚多巴胺包覆的磁性Fe3O4纳米微球表面。本发明专利技术的PHP修饰的磁性纳米微球比表面积大，活性位点多，对DNA具有很好的结合能力，饱和吸附量为153.33μg/mg，并具有磁性，饱和磁化强度高达41.28emu/g，可在外界磁场条件下快速分离，实现循环使用，重复使用5次后，对DNA的结合率仍保持80％～90％。DNA的结合率仍保持80％～90％。DNA的结合率仍保持80％～90％。

【技术实现步骤摘要】
PHP修饰的磁性纳米微球、制备方法及其在DNA分离中的应用


[0001]本专利技术属于吸附材料
，涉及一种聚2-羟基丙烯亚胺(PHP)修饰的磁性纳米微球、制备方法及其在DNA分离中的应用。

技术介绍

[0002]高品质脱氧核糖核酸(DNA)的分离是分子生物学、法医学等多个应用领域的重要研究课题。生物样品由复杂的样品组成，其DNA浓度远低于蛋白质等其他成分。常用的传统提取或纯化DNA的溶剂方法需要消耗大量的有毒有机溶剂或动物源酶，并且需要反复离心。
[0003]为了减少或避免使用有机溶剂，固相萃取(SPE)已成为较传统方法更好的选择(C.A.Ghiorghita,F.Bucatariu,E.S.Dragan,Poly(N,N-dimethylamino)ethyl methacrylate/sodium alginate multilayers and their interaction with proteins/enzymes,Int.J.Biol.Macromol.107(2018)1584-1590.)。纳米复合材料被设计用于提取DNA，如氧化石墨烯、聚合离子液体、壳聚糖、纤维素和硅胶凝胶。然而，该工艺仍涉及固液相分离，需要重复离心，处理时间较长。磁性固相萃取(MSPE)技术作为SPE的升级版，在DNA分离过程中，由于磁性粒子(MPs)在外部磁场中容易被吸引，无需离心步骤，节省时间，因此在基因组DNA分离中得到了越来越广泛的应用(M.Ghaemi,G.Absalan,Study on the adsorption of DNA on Fe3O4nanoparticles and on ionic liquid-modified Fe3O4nanoparticles,Microchim.Acta 181(2013)45-53.)。但是目前已知磁性粒子，比如FePO4@PEI(L.L.Hu,B.Hu,L.M.Shen,D.D.Zhang,X.W.Chen,J.H.Wang,Polyethyleneimine-iron phosphate nanocomposite as a promising adsorbent for the isolation of DNA,Talanta 132(2015)857-863.)、氧化锆的磁性纳米复合材料(M.Saraji,S.Yousefi,M.Talebi,Plasmid DNA purification by zirconia magnetic nanocomposite,Anal.Biochem.539(2017)33-38.)等在DNA分离时均存在效率低下，磁响应性差、磁性结构不稳定、无法重复利用等情况。

技术实现思路

[0004]为解决现有的磁性粒子在分离DNA过程中效率低下、磁响应差、磁结构不稳定、无法重复利用的问题，本专利技术提供一种PHP修饰的磁性纳米微球、制备方法及其在DNA分离中的应用。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]PHP修饰的磁性纳米微球的制备方法，具体步骤如下：
[0007]按聚多巴胺包覆的Fe3O4纳米粒子(Fe3O4@PDA)和聚2-羟基丙烯亚胺(PHP)的质量比为1:3～1:5，将聚多巴胺包覆的Fe3O4纳米粒子超声分散在pH＝8.5的Tris缓冲溶液中，加入聚2-羟基丙烯亚胺，室温下搅拌反应，反应结束后，利用外加磁场分离得到沉淀产物，用水和乙醇重复洗涤，干燥后得到PHP修饰的磁性纳米微球(Fe3O4@PDA@PHP)。
[0008]优选地，所述的搅拌反应时间为6～10h。
[0009]优选地，所述的聚多巴胺包覆的Fe3O4纳米粒子和聚2-羟基丙烯亚胺的质量比为1:4。
[0010]本专利技术还提供上述制备方法得到的PHP修饰的磁性纳米微球。
[0011]进一步地，本专利技术提供上述PHP修饰的磁性纳米微球在DNA分离中的应用，具体方法为：在DNA溶液中加入PHP修饰的磁性纳米微球，调节pH＝2～5，吸附5min以上。
[0012]优选地，调节pH＝4。
[0013]具体地，在应用过程中，所述的PHP修饰的磁性纳米微球吸附饱和后，磁分离微球，置于pH＝9的TE缓冲液中进行脱附，采用吸附-脱附进行循环利用。
[0014]与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：
[0015](1)PHP修饰的磁性纳米微球由于含有氨基和羟基，具有更好的DNA结合能力，对DNA提取率高达97％，饱和吸附量为153.33μg/mg；
[0016](2)PHP修饰的磁性纳米微球具有磁性，饱和磁化强度高达41.28emu/g，可在外界磁场条件下快速分离，实现循环使用，重复使用5次后，对于DNA提取率仍保持80％～90％。
附图说明
[0017]图1为PHP修饰的磁性纳米微球的制备示意图及DNA的分离过程图。
[0018]图2为不同pH和Zeta电位分离效果图。
[0019]图3为不同接触时间的分离效果图。
[0020]图4为Fe3O4@PDA和Fe3O4@PDA@PHP对不同DNA初始浓度的分离效果图。
[0021]图5为PHP修饰的磁性纳米微球的循环吸附示意图。
具体实施方式
[0022]下面通过实施例和附图对本专利技术作进一步详述。
[0023]聚多巴胺包覆的Fe3O4纳米粒子的制备参考文献【S.Zhang,et al,Mussel-inspired polydopamine biopolymer decorated with magnetic nanoparticles for multiple pollutants removal,J Hazard Mater,270(2014)27-34.】。
[0024]实施例1
[0025]分别按Fe3O4@PDA与PHP的质量比为1:1，1:2，1:3，1:4，1:5，1:6将Fe3O4@PDA超声分散在100mLpH＝8.5Tris缓冲溶液中，再加入PHP，然后室温搅拌反应10h。反应结束后，利用外加磁场分离得到沉淀产物，用水和乙醇重复洗涤，干燥后得到PHP修饰的磁性纳米微球(Fe3O4@PDA@PHP)。
[0026]将制得的Fe3O4@PDA@PHP加入到200ug/mL，pH＝4的DNA溶液中，温和搅拌几分钟，然后在一定的时间间隔内过滤几滴上清液，测量分离效果。随着质量比的增大，Fe3O4@PDA@PHP复合纳米微球的分离能力也在逐渐增大，当质量比达到1:4时，分离能力达到最大值。质量比继续增大，分离能力没有变化。说明Fe3O4@PDA与PHP的最佳质量比为1:4。图5为PHP修饰的磁性纳米微球的循环吸附示意图，从图中可以看出，重复使用5次后，其对DNA的分离能力基本不变。
[0027]实施例2
[0028]取0.1g Fe3O4@PDA超声分散在100mLpH＝8.5Tris缓冲溶液中，再加入0.4g PHP，然
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.PHP修饰的磁性纳米微球的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：按聚多巴胺包覆的Fe3O4纳米粒子和聚2-羟基丙烯亚胺的质量比为1:3～1:5，将聚多巴胺包覆的Fe3O4纳米粒子超声分散在pH＝8.5的Tris缓冲溶液中，加入聚2-羟基丙烯亚胺，室温下搅拌反应，反应结束后，利用外加磁场分离得到沉淀产物，用水和乙醇重复洗涤，干燥后得到PHP修饰的磁性纳米微球。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的搅拌反应时间为6～10h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的聚多巴胺包覆的Fe3O4纳米粒子和聚2-羟基丙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：董伟，张成，潘夕郝，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：