基于磁性纳米γ-Fe2O3@Al2O3的磁响应型纳米材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术属于无机合成和生物科学技术领域，涉及磁性氧化铝微球的制备，特别是指基于γ

【技术实现步骤摘要】
基于磁性纳米
γ
‑
Fe2O3@Al2O3的磁响应型纳米材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于无机合成和生物科学
，涉及磁性氧化铝微球的制备，特别是指基于磁性纳米γ
‑
Fe2O3@Al2O3的磁响应型纳米材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]蛋白标签是指利用DNA体外重组技术，与目的蛋白融合表达的一种多肽或者蛋白，以便于目的蛋白的表达、检测、示踪和纯化等。随着技术的不断发展，研究人员相继开发出了具有各种不同功能的蛋白标签。六聚组氨酸标签（His
‑
tagged）因其分子量小，对目标蛋白的结构、功能及活性影响小，在后续目标蛋白的应用中通常无需移除，且表达方便、适用条件广泛，被认为是一种优良的蛋白标签。
[0003]目前His
‑
tagged蛋白纯化材料靶向配体主要有两类：组氨酸抗体和金属离子探针。组氨酸抗体昂贵，使用条件较为苛刻，影响了其广泛应用。金属离子探针型价格优惠，但目前His
‑
tagged蛋白的纯化方式多为柱式，纯化处理时间较长。随着纳米技术的发展，以纳米磁性氧化铝为载体，在其表面负载金属离子探针，不但价格优惠，而且在外加磁场作用下，大大缩短了纯化时间，且具有高的纯化效率，是一类理想的His
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tagged蛋白纯化材料。专利CN 110575823 A公开了羧甲基化的聚乙烯亚胺修饰的磁性纳米材料及应用，但是其吸附量、特异性和纯化率仍有待提高。
专利技术内容
[0004]为了进一步提高磁性纳米材料的吸附量、特异性，从磁性材料的选取、核壳结构的设计，本专利技术提出一种基于磁性纳米γ
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Fe2O3@Al2O3的磁响应型纳米材料及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术的技术方案是这样实现的：基于磁性纳米γ
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Fe2O3@Al2O3的磁响应型纳米材料的制备方法，步骤如下：（1）将平均粒径为293 nm的Fe3O4微粒分散于异丙醇溶液中，加入异丙醇铝（Fe3O4微粒与异丙醇铝中n
Al
:n
Fe
=1:6），缓慢滴加水/异丙醇的混合溶液（滴速为1 d/s），滴加结束后继续搅拌反应1 h；磁性分离干燥后置于马弗炉内煅烧得到γ
‑
Fe2O3@Al2O3；（2）将平均粒径353 nm的γ
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Fe2O3@Al2O3分散于甲苯中，加入氨基修饰剂（氨基修饰剂添加比例为0.1~3.0 mL），于40~90℃搅拌反应1~12 h，分离后得到γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2；（3）配制饱和镍盐的醇溶液，加入γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2，置于25℃下，振荡吸附24 h，其中镍盐为硝酸镍。
[0006]其中，饱和镍盐的醇溶液的溶剂为乙醇。
[0007]上述制备方法制得的γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
，以平均粒径为353 nm的γ
‑
Fe2O3@Al2O3为载体，γ
‑
Fe2O3@Al2O3表面通过氨基修饰剂修饰后络合可溶性的镍盐。
[0008]上述γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
在纯化标签蛋白中的应用，γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
与细胞裂解液的孵育时间为0.5~4 h，目标蛋白的咪唑洗脱浓度为250~4000 mM，洗脱体积为60~1800 μL，洗脱次数为1~5次。 制备方法简单，原料成本低，易于产业化批量生产。
[0009]本专利技术具有以下有益效果：1、本专利技术通过氨基修饰剂和γ
‑
Fe2O3@Al2O3复合得到γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2，通过吸附镍离子后得到γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
，利用其表面螯合的丰富的镍离子实现对细胞裂解液中His
‑
tagged蛋白的高效、快速富集纯化，几乎没有杂蛋白，具有很高的特异性。
[0010]2、本专利从KH550添加量、氨基功能化温度、氨基功能化时间、蛋白孵育时间、咪唑洗脱浓度、咪唑洗脱体积、咪唑洗脱次数方面，充分探索了纳米纯化剂富集纯化His
‑
tagged的影响因素，找到了富集纯化His
‑
tagged蛋白的最佳条件，纯化效率达45.03 mg/g，优于市售产品（1.80 mg/g）。
[0011]3、γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
对His
‑
tagged蛋白的分离纯化为磁分离，无需预处理、过柱子等过程，纯化目标蛋白更方便、省时。
附图说明
[0012]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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的附图。
[0013]图1为实施例1所得γ
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Fe2O3@Al2O3的SEM图(a)，TEM图(b)，电子衍射图(c)。
[0014]图2为实施例2所得的γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
分离纯化His
‑
PYL3的SDS
‑
PAGE电泳图。泳道1：0.1 mL；泳道2：0.5 mL；泳道3：1 mL；泳道4：1.5 mL；泳道5：2 mL；泳道6：2.5 mL；泳道7：3 mL；泳道8：Marker；泳道9：细胞裂解液。
[0015]图3为实施例3所得的γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
分离纯化His
‑
PYL3的SDS
‑
PAGE电泳图。泳道1：商品镍柱；泳道2：细胞裂解液；泳道3：Marker；泳道4：40℃；泳道5：50℃；泳道6：60℃；泳道7：70℃；泳道8：80℃；泳道9：90℃。
[0016]图4为实施例4所得的γ
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Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
分离纯化His
‑
PYL3的SDS
‑
PAGE电泳图；泳道1：细胞裂解液；泳道2：商品镍柱；泳道3：Marker；泳道4：1 h；泳道5：3 h；泳道6：6 h；泳道7：9 h；泳道8：12 h。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁性纳米γ
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Fe2O3@Al2O3，其特征在于：所述磁响应型纳米氧化铝以纳米Fe3O4为磁性核，以异丙醇铝为铝源，合成了磁性纳米γ
‑
Fe2O3@Al2O3核/壳结构，通过表面修饰氨基并螯合镍得到磁响应型γ
‑
Fe2O3@Al2O3‑
NH2‑
Ni
2+
纳米蛋白纯化剂，以此来富集纯化His
‑
tagged蛋白；其中γ
‑
Fe2O3@Al2O3平均粒径353 nm，Al2O3壳层平均厚度为50 nm。2.权利要求1所述的磁性纳米γ
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Fe2O3@Al2O3的制备方法，其特征在于，步骤如下：将Fe3O4微粒分散于异丙醇溶液中，加入异丙醇铝后滴加水/无水乙醇的混合溶液，滴加结束后继续反应至完全，经分离干燥、煅烧即得γ
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Fe2O3@Al2O3。3.根据权利要求2所述的磁性纳米γ
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Fe2O3@Al2O3的制备方法，其特征在于：所述Fe3O4微粒的平均粒径为293 nm；反应原料中Al/Fe的物质的量比为1:6；水/无水乙醇的体积比为1:5。4.根据权利要求3所述的磁性纳米γ
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Fe2O3@Al2O3的制备方法，其特征在于：所述水/异丙醇的混合溶液的滴速为1 d/s；煅烧温度为500℃，时间为2 h。5.基于磁性纳米γ
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Fe2O3@Al2O3的磁响应型纳米材料制备方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋纯鹏，邹雪艳，徐成林，王伟，周云，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：