表面修饰有阳离子的磁性二氧化硅微粒的制备及其应用

论文摘要

磁性复合微粒是超顺磁性纳米粒子与有机或无机材料通过包覆、交联等方式形成的纳微米级复合粒子。磁性复合微粒具有超顺磁性、较高的比表面积、可修饰功能基团等特点。因此,广泛应用于免疫学检测、核酸纯化、细胞分选、药物载体和酶的固定化等生物医学领域。本研究制备了两种表面修饰有阳离子的磁性二氧化硅微粒,基于两种磁性微粒建立了200μL人全血基因组DNA纯化方法,并对其进行优化。采用微乳液法,以十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）作为表面活性剂、甲苯为溶剂,与铁盐溶液（FeCl2和FeC13的混合溶液）剧烈搅拌形成微乳液,以氨水提供碱性环境合成Fe304磁性微粒,在原位以正硅酸乙酯（TEOS）提供硅源,直接在微乳液中包覆Fe304磁性微粒制备得到二氧化硅磁性微粒。再经修饰分别得到表面含有二乙氨基乙基（DEAE）和L-组氨酸（L-His）的两种磁性阴离子交换二氧化硅微粒。基于表面修饰有二乙氨基乙基（DEAE）和L-组氨酸（L-His）的两种磁性阴离子交换二氧化硅微粒,以人全血作为样本,分别建立适用于200μL人全血基因组DNA纯化方法。并通过对纯化过程中裂解条件、结合条件、磁性微粒用量及清洗、洗脱条件等步骤对该方法进行优化,实验结果如下：（1）对于200μL全血体系,DEAE-磁粒纯化可得到基因组DNA 3～5μg,其A260／A280值均介于1.70～1.90之间,纯化所得DNA分子结构完整,可用于PCR等分子生物学下游应用。但该方法需高盐洗脱,洗脱得到的DNA需经醇沉脱盐处理。（2）基于His-磁粒200μL人全血基因组DNA纯化方法可纯化得到基因组DNA 3～4μg,其A260／A280值均介于1.65～1.8之间,相比前者纯化得到DNA的量较少,该方法结合所需pH5.0,可通过改变溶液的pH值洗脱,所需pH为8.5,洗脱得到的基因组DNA可直接用于下游分子生物学实验。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 磁性微粒及其应用
• 1.1.1 磁性微粒的特征
• 1.1.2 磁流体的合成方法
• 1.1.2.1 固相法
• 1.1.2.2 液相法
• 1.1.3 磁性复合微粒的结构及制备方法
• 1.1.3.1 磁性复合微粒的结构
• 1.1.3.2 磁性复合微粒制备方法
• 1.1.3.3 磁性复合微粒的表面修饰
• 1.1.4 磁性微粒在生物医学领域中的应用
• 1.1.4.1 酶的固定化
• 1.1.4.2 靶向给药
• 1.1.4.3 磁性微粒在免疫学中的应用
• 1.1.4.4 磁性粒子在生物磁分离技术上的应用
• 1.1.4.5 磁共振（MRI）成像
• 1.2 核酸纯化方法综述
• 1.2.1 液相提取法
• 1.2.2 固相提取法
• 1.2.3 磁性微粒法
• 1.2.3.1 基于固相吸附原理
• 1.2.3.2 基于碱基配对原理
• 1.2.3.3 基于离子交换原理
• 1.3 论文的出发点和主要工作
• 第二章 阴离子交换微粒的制备
• 2.1 实验材料与仪器
• 2.1.1 实验试剂
• 2.1.2 实验仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 二氧化硅磁性微粒的制备
• 2.2.1.1 四氧化三铁种子的合成
• 2.2.1.2 合成磁性二氧化硅微粒
• 2.2.1.3 二氧化硅磁性微粒的处理
• 2.2.2 二氧化硅磁性微粒的环氧化修饰
• 2.2.3 阳离子表面修饰
• 2.2.3.1 DEAE表面修饰
• 2.2.3.2 L-组氨酸表面修饰
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 二氧化硅磁性微粒透射电镜表征
• 2.3.2 表面修饰有阳离子的二氧化硅磁性微粒的磁滞回曲线
• 2.3.3 表面修饰有阳离子的二氧化硅磁性微粒的激光粒度分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 表面修饰有DEAE的磁性二氧化硅微粒用于人全血gDNA的纯化研究
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 材料与试剂
• 3.1.2 主要溶液配制
• 3.1.3 主要仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 DEAE-磁性微粒用于200μL人全血gDNA纯化步骤
• 3.2.2 DEAE-磁性微粒用量的选择
• 3.2.3 不同裂解时间对核酸提取的影响
• 3.2.4 清洗条件的优化
• 3.2.5 不同NaCl浓度对于核酸洗脱量的影响
• 3.2.6 所纯化的DNA的质量检验
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 DEAE-磁性微粒用量的确定
• 3.3.2 裂解时间的确定
• 3.3.3 清洗条件的确定
• 3.3.4 洗脱液条件的确定
• 3.3.5 系统的精密度
• 3.3.6 基因组DNA的质量检验结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 表面修饰有His的磁性二氧化硅微粒用于人全血中gDNA的纯化
• 4.1 实验材料
• 4.1.1 材料与试剂
• 4.1.2 主要溶液配制
• 4.1.3 主要仪器
• 4.2 实验
• 4.2.1 His-二氧化硅磁性微粒用于200μL人全血中gDNA的纯化步骤
• 4.2.2 不同介质用量对核酸结合量的影响
• 4.2.3 红细胞裂解液pH值的选择
• 4.2.4 清洗条件的优化
• 4.2.5 不同pH值对于核酸洗脱量的影响
• 4.2.6 纯化所得基因组DNA的质量检验
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 His-磁性微粒用量的确定
• 4.3.2 红细胞裂解液pH的选择
• 4.3.3 清洗条件的优化
• 4.3.4 洗脱条件的优化
• 4.3.5 基因组DNA的质量检验结果
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的学术成果
• 致谢