[发明专利]储水多孔二氧化硅磁性颗粒及其制备工艺与应用

说明书

本发明公开了一种储水多孔二氧化硅磁性颗粒及其制备工艺与应用；其中，储水多孔二氧化硅磁性颗粒包括以下原料：磁性核芯、硅源烷、硅溶胶、pH调节物质和聚乳酸‑羟基乙酸共聚物。所述的反应组合物中，其中pH调节剂可以使硅源烷和硅溶胶不断沉积到磁性核芯的表面，聚乳酸‑羟基乙酸共聚物吸附硅溶胶并使二氧化硅涂层形成网状多孔的结构，由此形成直径为10um或者更小磁性颗粒。本发明的硅磁性颗粒，对有核酸有较高的结合容量，并且对盐离子、蛋白或者其他的杂质吸附少，它们具有特定孔隙率，其结合容量和结合的特异性可已通过选择性地改变其中合成反应的参数而获得。

技术领域

本发明涉及生物纳米材料领域，特别涉及一种储水多孔二氧化硅磁性颗粒及其制备工艺与应用。

背景技术

核酸的分离是分子诊断中的重要步骤之一。从样品中分离的核酸质量和数量大大影响了下游诊断应用的成功，临床的应用也要求分离程序的快速和自动化。一些类型的临床和环境样品对核酸的成功分离提出了特别的挑战，例如在剧烈对样品的处理期间的靶核酸的降解可导致下游检测测定中的假阴性结果，对提取的核酸的纯度和得率有更高的要求可以使下游的检测具有更好的灵敏度和可信度。

成功的基于核酸的诊断实验的先决条件是分离没有降解、无抑制剂，杂质较少，核酸浓度较高的核酸，同时需要简单、易于自动化的核酸分离程序。现在流行使用磁性固体支持物分离核酸，特别流行的是基于二氧化硅或者是玻璃修饰的磁性颗粒，通常被称为“磁性玻璃颗粒”或者“磁性硅颗粒”，这种磁性颗粒具有比表面积大、超顺磁性等诸多优势，可以通过外加磁场的作用快速富集，省去了过滤、离心等繁琐的传统操作。商品化的上述磁性颗粒如美国专利US6870047中描述的溶胶-凝胶法(sol-gel)制备的MGP，世界专利WO1996/041811中描述的小于10nm孔径的玻璃表面改性的磁性颜料，欧洲专利EP0757106中提到的以四氧化三铁颗粒为磁性核芯，正硅酸四乙酯水解修饰的磁性硅颗粒。

基于磁性颗粒的核酸纯化程序包括裂解、结合、清洗和洗脱四个步骤，在使用磁性颗粒分离核酸的一般方法中，在样品中的细胞已被破坏以释放核酸后，使样品与磁性颗粒接触以实现核酸与其结合，也就是传统的两步法，也可以在裂解前将磁性颗粒加入样品中，例如将磁性硅颗粒存在于初始的样品容器中，即一步法，磁性颗粒的存在是不影响裂解步骤的。这样的做法可以使核酸的裂解和结合在一步发生，使细胞裂解释放核酸这一步和磁性颗粒与核酸孵育结合这一步骤在同时完成，即核酸在从细胞中释放的同时磁性颗粒也在完成核酸的吸附结合，这样也就缩短了整个核酸纯化程序的时间，这种方式对临床应用是有优势的，尤其是对环境不太稳定的RNA。

但是这种做法也会带来一些问题，核酸的纯度和浓度都没有两步法(裂解、结合分开)的来的要高，这是因为从细胞释放出来核酸的同时也释放了很多的杂质，杂质也会吸附到磁性颗粒的表面，这样使得之后从细胞释放出来的核酸难以再和磁性颗粒表面进行结合了，导致的结果就是核酸浓度和纯度都会有一定程度上的下降，会导致下游应用中出现一些假阴性状况。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种储水多孔二氧化硅磁性颗粒及其制备工艺与应用。本发明的目的之一在于开发一种磁性颗粒能在一步法核酸纯化中应用，并且使核酸的浓度和纯度可以和一步法效果一致。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种储水多孔二氧化硅磁性颗粒，包括以下原料：磁性核芯、硅源烷、硅溶胶、pH调节物质和聚乳酸-羟基乙酸共聚物。

优选的是，所述磁性核芯具有超顺磁性或顺磁性，其包括氧化物或者由氧化铁组成，比如Fe3O4或者γ-Fe2O3，优先为具有超顺磁性的氧化铁颗粒。优选的是，所述硅源烷为四乙氧基硅烷或四甲氧基硅烷。

优选的是，所述硅溶胶为纳米级的二氧化硅颗粒在水中或溶剂中的分散液，其中SiO₂的质量分数为20-40％，平均粒径为5-25nm。更为优选的，SiO₂的平均粒径为6-12nm