[发明专利]一种用于生物纳米磁珠粒径筛选与均化的可调磁场发生器

说明书

技术领域

本发明涉及生物纳米磁珠技术领域，具体涉及一种用于生物纳米磁珠粒径筛选与均化的可调磁场发生器。

背景技术

生物纳米磁珠是核酸提取领域所使用的一种特殊功能材料。应用该材料从样本中提取出纯度高、结构性完整的核酸分子是决定下游PCR扩增及核酸检测等实验的关键。通常，应用于核酸提取的生物纳米磁珠在操控方面应具备以下几个特性：粒径大小可选、颗粒度均匀、磁响应迅速等。当前生物纳米磁珠的制备主要通过以下几个步骤完成：首先制备具有良好磁学性能的纳米粒子作为纳米磁珠的磁核；然后对磁核进行一定的表面改性与分散处理，以获得具有一定尺寸大小的能稳定分散的磁球体；接着根据不同的应用需要对磁球体进行生物官能基团的修饰，制备得到具有特殊功能的生物纳米磁珠。其中，对磁核的表面改性与分散处理是决定最终产物——生物纳米磁珠的粒径尺寸、颗粒均匀性以及磁响应性能的关键步骤。

人们一直致力于探索能同时获得粒径大小可控、颗粒均匀且磁响应迅速的纳米磁珠制备方法。其中，采用化学共沉淀法制备颗粒大小在30纳米以下的纳米四氧化三铁，然后对纳米四氧化三铁乳化处理成具有一定粒径大小的颗粒团簇小球，在此基础上再进行生物官能基团的修饰，最终获得生物纳米磁珠是当前比较常用的方法。该方法虽然操作简单，成本低廉且易于大批量生产，但磁珠粒径大小不一，分布比较宽的问题难以通过制备方法上的改进去解决。近年来，采用水热法制备纳米颗粒也是一个研究热点，用该方法可以制备出形貌良好、粒度均匀的纳米颗粒，但重复性差，且难以通过控制实验条件制备某一具体尺寸大小的纳米粒子。

因此，如何获得可选粒径大小、颗粒度均匀且磁响应迅速的生物纳米磁珠仍是当前亟待突破的关键技术难点。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于生物纳米磁珠粒径筛选与均化的可调磁场发生器，能够筛选不同粒径大小的磁珠，且能同时去除制备过程中的大块状团聚体和磁性弱的小尺寸磁珠，从而达到对磁珠粒径大小的筛选、颗粒及磁响应性均一化的作用。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于生物纳米磁珠粒径筛选与均化的可调磁场发生器，包括长方形框形骨架的铁芯1；铁芯1的一个长边中部设有缺口，用于放置待处理的纳米磁珠样品；铁芯1的另外三条边缠绕有多层磁感线圈3-1、3-2、3-3，每层磁感线圈之间用电工青壳纸4-1、4-2、4-3隔开，磁感线圈采用直流供电电源6供电；铁芯1采用高磁导率的电工纯铁板料经激光切割加工而成，磁感线圈采用单根漆包线按右手定则沿同一个方向于铁芯外紧密缠绕。

所述的铁芯1的外边长为180mm，内边长为120mm，外宽为150mm，内宽为90mm，厚为20mm,缺口长为40mm。

所述的直流供电电源6采用高分辨直流供电电源。

一种用于生物纳米磁珠粒径筛选与均化的可调磁场发生器的制备方法，包括以下步骤：

1)加工铁芯1：将DT4C电工纯铁板料采用激光切割成长方形框形骨架的铁芯1，铁芯1的一个长边中部设有缺口，缺口用于放置待处理的样品；

2)对铁芯1的三条完整边绕制磁感线圈3-1、3-2及3-3，按右手定则沿同一个方向紧密缠绕多层而成，磁感线圈采用单根漆包线，层与层之间采用电工青壳纸4-1、4-2及4-3进行层间绝缘处理；

3)将磁感线圈和直流供电电源6的两个电源端子连接。

本发明的有益效果为：

本发明可调匀强磁场发生器采用超级或特级的电工纯铁板料经一步切割加工制成铁芯，最大程度减少了铁芯加工过程对磁导率的影响；单根漆包线绕制磁感线圈能保证感应磁场的稳定性，电工青壳纸进行层间绝缘使可调匀强磁场发生器更安全可靠；高分辨直流供电电源可以获得不同强度的均匀磁场。

本发明可调匀强磁场发生器可用于筛选不同粒径大小的生物纳米磁珠，同时能去除磁珠制备过程中产生的大块状团聚体和磁性弱的小尺寸磁珠，从而达到对磁珠粒径大小的筛选、颗粒及磁响应性均匀化的作用，有效解决了应用上对不同粒度尺寸磁珠的需求问题。

附图说明

图1为本发明实施例可调匀强磁场发生器的结构示意图。

图2(a)为实施例未经匀强磁场发生器处理的纳米磁珠SEM图；图2(b)为实施例经0.5A电流产生的匀强磁场处理后的纳米磁珠SEM图；图2(c)为实施例经1.0A电流产生的匀强磁场处理后的纳米磁珠SEM图；图2(d)为实施例经1.5A电流产生的匀强磁场处理后的纳米磁珠SEM图。

图3为实施例经不同电流产生的匀强磁场处理后的纳米磁珠Size分布图。