一种分区域功能化修饰的微球及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种分区域功能化修饰的微球，包括经磁性修饰的微球主体，所述微球主体表面设有若干环状分区，所述环状分区由上至下依次包括捕获区、检测区和重心调节区，所述捕获区表面经生物活性修饰后具有捕获生物颗粒或分子的表面活性，所述检测区经荧光或量子点修饰后用于光学检测，所述重心调节区表面镀有比重大于所述微球主体的镀层，所述重心调节区用于调节所述微球主体的重心使所述捕获区保持朝上。本发明专利技术的微球可将单个或多个生物颗粒或分子的捕获、检测和分离集成于一体。检测和分离集成于一体。检测和分离集成于一体。

【技术实现步骤摘要】
一种分区域功能化修饰的微球及其应用


[0001]本专利技术涉及生物材料
，特别涉及一种分区域功能化修饰的微球及其应用。

技术介绍

[0002]细胞、细菌、病毒、蛋白质、核酸等都具有颗粒特性，如细胞大小通常为2
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50μm，细菌为0.5
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2μm，病毒为15
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200nm，蛋白和核酸为0.2
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2nm。即使是同种生物颗粒之间也存在着差异，例如：100nm大小的新冠肺炎病毒，每个月能替换2个碱基，造成同种病毒不同颗粒之间存在差异。对于癌细胞来说，在癌变早期，大部分细胞是正常细胞，只有极个别细胞是癌变细胞；而在癌变晚期，癌变细胞明显增多，有可能1万个细胞里面就有1000个是癌变细胞。当前的检测方法，采用大量细胞作为一个总体来研究，虽然能检测到晚期的癌变，但无法用于早期癌变的精确检测，而以单个生物颗粒作为研究对象，是生物学研究的一个重要趋势，该方法能有效克服现有方法的不足。
[0003]单颗粒技术包括单颗粒的捕获、检测和分离，捕获是指单颗粒从液体转移到分离载体上，分离指的是将含有单颗粒的载体单独转移出来，而检测则是观察单颗粒捕获过程、单颗粒转移过程的信号跟踪，要高通量低获得单颗粒，必须将这几个过程集成在一起。但由于病毒个体的尺寸绝大多数在15
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200nm，非常微小，通常只能利用电子显微镜或者激光共聚焦荧光显微镜才能观察，但无法用电子显微镜实现分离；细菌和细胞的尺寸虽然比病毒大一些，但现有的技术往往是通过培养皿的单菌落技术或者是光学显微镜下的微操纵等方法来获得单细菌、单细胞，存在分离效率低、无法对微小的生物单颗粒进行分离的缺点。因此，需要寻找新的更加高效、广谱的方法，以用于生物颗粒的分离、纯化及检测等。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种分区域功能化修饰的微球及其应用。
[0005]本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种分区域功能化修饰的微球，包括经磁性修饰的微球主体，所述微球主体表面设有若干环状分区，所述环状分区由上至下依次包括捕获区、检测区和重心调节区，所述捕获区表面经生物活性修饰后具有捕获生物颗粒或分子的表面活性，所述检测区经荧光或量子点修饰后用于光学检测，所述重心调节区表面镀有比重大于所述微球主体的镀层，所述重心调节区用于调节所述微球主体的重心使所述捕获区保持朝上。
[0007]进一步地，所述捕获区表面经氨基化、羧基化、羟基化、链霉亲和素化、量子点修饰、抗体修饰或蛋白修饰中的任意一种生物活性修饰。
[0008]进一步地，所述捕获区用于捕获至少一个生物颗粒或分子，所述捕获区的直径为15nm
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45μm。
[0009]进一步地，所述重心调节区占所述微球主体表面积的1/4
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3/4，所述重心调节区的镀层为金属镀层、金属氧化物镀层或无机物镀层中的任意一种，所述镀层的厚度为5
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100nm。
[0010]进一步地，所述重心调节区的镀层包括铂镀层、金镀层、铬镀层、氧化铝镀层、氧化钛镀层或二氧化硅镀层中的任意一种。
[0011]进一步地，所述微球主体的直径为0.5
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60μm。
[0012]进一步地，所述微球主体采用具有超顺磁性的磁球。
[0013]进一步地，所述微球主体采用聚苯乙烯磁性微球、二氧化硅磁性微球或聚甲基丙烯酸甲酯磁性微球中的任意一种。
[0014]一种分区域功能化修饰的微球的应用，所述微球用于至少一个生物颗粒或分子的捕获、检测或分离中的任意一种或几种。
[0015]进一步地，所述生物颗粒包括病毒单颗粒、蛋白单颗粒、外泌体单颗粒、核酸单颗粒、单个细菌或单个细胞中的任意一种。
[0016]采用上述技术方案后，本专利技术与
技术介绍
相比，具有如下优点：
[0017]1、本专利技术的微球表面进行了分区域的功能化修饰，将微球主体表面划分为若干个环状分区，其中位于微球主体顶部的捕获区表面经生物活性修饰后具有良好的捕获生物颗粒或分子的表面活性，并通过将捕获区的直径控制在15nm
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45μm的范围内，从而实现单个或多个生物颗粒或分子的捕获；位于微球主体中部的检测区经荧光或量子点修饰后用于光学检测；位于微球主体底部的重心调节区表面镀有比重大较大的镀层，调节微球主体的重心使捕获区保持朝上，形成不倒翁结构，这样使得捕获区捕获的生物颗粒或分子可以始终朝上，便于生物颗粒或分子的捕获、分离、观察和检测等；此外，微球主体采用经过磁性修饰的微球，便于利用微球的磁特性来操纵微球，以进行单个生物颗粒或分子的分离，并根据生物颗粒或分子的大小制备与生物颗粒或分子尺寸相近的捕获区，以实现单个生物颗粒或分子的捕获和分离。
[0018]2、本专利技术的微球可用于至少一个生物颗粒或分子的捕获、检测或分离，从而将单个或多个生物颗粒或分子的捕获、检测和分离集成于一体。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的微球结构示意图。
[0020]附图标记说明：
[0021]1、捕获区；2、检测区；3、重心调节区；4、生物颗粒。
具体实施方式
[0022]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0023]实施例一
[0024]如图1所示，一种分区域功能化修饰的微球，包括经磁性修饰的微球主体，所述微球主体表面设有若干环状分区，所述环状分区由上至下依次包括捕获区1、检测区2和重心调节区3，所述捕获区1表面经生物活性修饰后具有捕获生物颗粒4或分子的表面活性，所述检测区2经荧光修饰后用于光学检测，所述重心调节区3表面镀有比重大于所述微球主体的
镀层，所述重心调节区3用于调节所述微球主体的重心使所述捕获区1保持朝上。
[0025]所述微球主体的直径为5μm，所述微球主体采用二氧化硅磁性微球。
[0026]所述捕获区1表面经氨基化生物活性修饰，用于捕获至少一个生物颗粒或分子，直径为500nm。
[0027]所述重心调节区3占所述微球主体表面积的1/2，所述重心调节区3的镀层为铂镀层，所述铂镀层的厚度为20nm。
[0028]实施例二
[0029]如图1所示，一种分区域功能化修饰的微球的应用，实施例一所述微球可用于至少一个生物颗粒4的捕获和分离。所述生物颗粒4包括病毒单颗粒、蛋白单颗粒、外泌体单颗粒、核酸单颗粒、单个细菌或单个细胞中的任意一种。
[0030]本实施例以利用实施例一的微球进行生物颗粒4的捕获和分离进行说明，其应用方法如下：
[0031]S1、将具有分区域功能化修饰的微球阵列到含有圆柱型微米孔的芯片上；
[0032]S2、将含有生物颗粒的溶液通过芯片表面，生物颗粒4被所述微球的捕获区1捕获；
[0033]S3、用PB本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种分区域功能化修饰的微球，其特征在于：包括经磁性修饰的微球主体，所述微球主体表面设有若干环状分区，所述环状分区由上至下依次包括捕获区、检测区和重心调节区，所述捕获区表面经生物活性修饰后具有捕获生物颗粒或分子的表面活性，所述检测区经荧光或量子点修饰后用于光学检测，所述重心调节区表面镀有比重大于所述微球主体的镀层，所述重心调节区用于调节所述微球主体的重心使所述捕获区保持朝上。2.如权利要求1所述的一种分区域功能化修饰的微球，其特征在于：所述捕获区表面经氨基化、羧基化、羟基化、链霉亲和素化、量子点修饰、抗体修饰或蛋白修饰中的任意一种生物活性修饰。3.如权利要求2所述的一种分区域功能化修饰的微球，其特征在于：所述捕获区用于捕获至少一个生物颗粒或分子，所述捕获区的直径为15nm
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45μm。4.如权利要求1所述的一种分区域功能化修饰的微球，其特征在于：所述重心调节区占所述微球主体表面积的1/4
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3/4，所述重心调节区的镀层为金属镀层、金属氧化物镀层或无机物镀层中的任意一种，所述镀层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐方成，
申请(专利权)人：厦门依加成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：