(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利申请
(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610044457.1
(22)申请日 2016.01.22
(71)申请人 北京大学
地址 100871 北京市海淀区颐和园路5号
(72)发明人 左莎莎 张珏 方竞
(74)专利代理机构 北京万象新悦知识产权代理
事务所(普通合伙) 11360
代理人 李稚婷
(51)Int.Cl.
H01F 1/00(2006.01)
C12N 15/10(2006.01)
B82Y 25/00(2011.01)
(54)发明名称
法
(57)摘要
本发明公布了一种用于高效提取核酸的硅
子体处理，得到纳米级粒径的磁珠；
2)向磁珠溶液中加入表面活性剂，超声振荡分散；3)加入正
硅酸乙酯或硅酸钠溶液，超声振荡，磁力搅拌，制
还原方式，具有低能耗、简单快速、无毒无污染等
特点，获得的硅磁珠可稳定悬浮于水溶液中，具
有良好的稳定性，可用于核酸的快速高效分离纯
化。权利要求书1页 说明书2页 附图1页CN 105895285 A 2016.08.24
C N 105895285
A
1.一种硅磁珠的制备方法，包括以下步骤：
1)配制二价亚铁盐和三价铁盐的混合溶液，调节溶液pH至5～6，使用低温等离子体处理，得到纳米级粒径的磁珠；
2)向步骤1)的磁珠溶液中加入表面活性剂，超声振荡分散；
3)在步骤2)所得溶液中加入正硅酸乙酯或硅酸钠溶液，超声振荡后室温下磁力搅拌，反应一段时间后获得硅磁珠。
2.如权利要求1的制备方法，其特征在于，步骤1)所述二价亚铁盐和三价铁盐的混合溶液中，二价亚铁离
子和三价铁离子的摩尔比为1:1～1:10。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)将二价亚铁盐溶液和三价铁盐溶液混合，搅拌20～30分钟后使用氨水调节溶液pH为5～6。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤1)中，低温等离子体装置以稀有气体作为工作气体，所激发的等离子体作用于配制的pH5～6的铁盐溶液，得到粒径为10～20nm，比饱和磁化强度介于40～70emu/g的磁珠。
5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述低温等离子体装置为具有空心电极介质阻挡结构的等离子体发生装置，工作电压为600～1200V，工作电流为10～20mA；产生的等离子体射流的电子密度在1015/cm 3数量级。
6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，低温等离子体装置的工作气体为氩气或氦气，流量为100-500sccm。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所述表面活性剂选自吐温20、十二烷基磺酸钠和油酸中的任意一种或多种。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)所加表面活性剂与磁珠的比例为1～2mL ∶10g。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)加入正硅酸乙酯或硅酸钠溶液后，先用超声振荡10～15分钟，再磁力搅拌5～40分钟，得到二氧化硅包被的磁珠。
10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)磁珠与正硅酸乙酯或硅酸钠的质量比为3:1～1:1。
权 利 要 求 书1/1页CN 105895285 A
一种用于高效提取核酸的硅磁珠的制备方法
技术领域
[0001]本发明属于纳米材料制备领域，特别涉及一种用于核酸分离纯化的硅磁珠的合成方法。
背景技术
[0002]核酸是一切生物体的遗传物质，在细胞中主要存在于细胞核内，在病毒中存在于病毒衣壳内。核酸提取是分子生物学的最常用的技术，它是下游诊断、分析和制备的基础，因此，在生物医学的各个领域都离不开核酸的提取和纯化。
[0003]传统的核酸提取方法如酚/氯仿抽提法、CTAB抽提法等，操作繁琐，耗时长，提取核酸效率低，且对操作者具有一定的毒副作用。相比之下，基于磁珠的核酸提取方法是一种简单有效的核酸提取方法。磁珠表面的功能基团可特异地与核酸发生作用结合，在外加磁力的作用下，可快速分离核酸，无需离心过滤等复杂操作，对设备要求低，可实现自动化。[0004]磁珠表面功能基团的种类和包被量决定了核酸提取的质量与效率，因此合成性能良好的磁珠对核酸的提取研究具有非常重要的意义。
发明内容
[0005]本发明的目的在于提供一种硅磁珠的制备方法，所述硅磁珠由二氧化硅包被磁性纳米颗粒，合成方法简单，制备的硅磁珠可用于全血及癌细胞中核酸的高效提取。[0006]本发明的技术方案如下：
[0007]一种硅磁珠的制备方法，具体步骤如下：
[0008](1)磁珠的合成
[0009]配制二价亚铁盐、三价铁盐的混合溶液，调节溶液pH至5-6，使用低温等离子体处理，得到粒径为纳米级的磁珠；
[0010](2)磁珠的分散
[0011]向步骤(1)得到的磁珠溶液中加入表面活性剂进行超声振荡分散；
[0012](3)二氧化硅包被磁珠
[0013]加入正硅酸乙酯或硅酸钠溶液，超声振荡后室温下磁力搅拌，反应一段时间后即可获得硅磁珠。
[0014]上述步骤(1)中，所述的二价亚铁盐和三价铁盐分别为含有二价亚铁离子和三价铁离子的盐，如FeCl2和FeCl3，但不仅限于此。在二价亚铁盐和三价铁盐的混合溶液中，二价亚铁离子和三价铁离子的摩尔比为1:1～1:10。优选的，将二价亚铁盐溶液和三价铁盐溶液混合后，搅拌20～30分钟后，滴加碱溶液(例如氨水)使铁盐溶液pH为5～6；然后开启低温等离子体装置，以稀有气体作为工作气体，将激发的等离子体作用于上述铁盐溶液，得到粒径为10～20nm，比饱和磁化强度介于40～70emu/g的磁珠。
[0015]上述低温等离子体装置优选为具有空心电极介质阻挡结构的等离子体发生装置(参见申请号为201510313424.8的中国专利申请)，该装置工作电压为600～1200V，工作电
流为10～20mA，能够产生高达1015/cm3数量级的超高电子密度的等离子体射流，其处理混合铁盐溶液的时间为15～30分钟。其中，产生等离子体的工作气体优选为氩气或氦气，流量为100-500sccm。
[0016]上述步骤(2)所述表面活性剂例如吐温20、十二烷基磺酸钠，油酸等中的任意一种或多种，优选吐温20。表面活性剂与磁珠的比例为1～2mL∶10g。上述步骤(3)加入正硅酸乙酯或硅酸钠溶液，先用超声振荡10～15分钟，再磁力搅拌5～40分钟，得到二氧化硅包被的磁珠；所述磁珠与正硅酸乙酯或硅酸钠的质量比为3:1～1:1。
[0017]本发明使用大气压低温等离子体处理铁盐溶液产生磁性纳米颗粒，具有低能耗、简单快速、无毒无污染等特点，加入正硅酸乙酯或硅酸钠溶液，进行超声振荡及磁力搅拌，得到硅磁珠溶液。获得的硅磁珠可稳定悬浮于水溶液中，具有良好的稳定性，可用于核酸的快速高效分离纯化。利用本发明制备的硅磁珠，结合市售的核酸提取缓冲液，可高效快速提取全血及癌细胞的核酸。
附图说明
[0018]图1为本发明的硅磁珠合成步骤图；
[0019]图2为本发明合成的硅磁珠的透射电子显微图。
具体实施方式
[0020]以下通过具体实施例对本发明做进一步说明，以便更好地理解本发明，但本发明并不局限于此。
[0021]下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
[0022](1)分别配制浓度为0.1mol/L的氯化亚铁溶液，0.1mol/L的氯化亚铁溶液，按体积1:2混合，得到30mL溶液，滴加氨水使pH达到5。
[0023](2)低温等离子体发生装置通入气流量为250sccm的氩气气源，由电驱动，电压为1000V，电流为15mA，激发产生低温等离子体。
[0024](3)低温等离子体处理步骤(1)得到的混合溶液30分钟，得到黑磁珠溶液。[0025](4)向磁珠溶液中加入0.1mL吐温20，超声分散15分钟。
[0026](5)加入200mg正硅酸乙酯，超声振荡15分钟，磁力搅拌25分钟，得到褐硅磁珠溶液。
[0027](6)将上述硅磁珠收集烘干，配制成悬浮溶液，可结合市售的核酸提取缓冲液进行提取用于全血及癌细胞核酸的提取。
[0028]上述硅磁珠的合成步骤如图1所示，所合成的硅磁珠的透射电子显微图如图2所示，由图可以得出黑核心为磁性颗粒，外层由灰二氧化硅层包被，说明二氧化硅成功包被在磁珠表面。
图1
图2
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