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一种赖酸修饰的粒子制备及提取DNA方法

阅读:76发布:2020-05-16

专利汇可以提供一种赖酸修饰的粒子制备及提取DNA方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 专利 公布了一种赖 氨 酸修饰的 二 氧 化 硅 粒子制备及提取DNA方法,所需材料及 试剂 包括: 二氧化硅 粒子、去离子 水 、 乙醇 、 氨水 、氢氧化钠、 醋酸 、正 硅酸 乙酯、γ-丙基三甲氧基硅烷、缓冲溶液,所需设备包括:三颈瓶、离心管、离心机、水浴箱、透射电镜、 真空 干燥箱、pH计。本发明采用Stober来制备二氧化硅粒子,避免了以往方法导致的氨基、羧基比例难以调节的弊端,针对不同DNA,选择合适的pH环境进行 吸附 和脱附,各项材料可提前预制且便于保存,材料廉价,提供一种耗时较少、操作简便、成本更低、 精度 更高的赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法。,下面是一种赖酸修饰的粒子制备及提取DNA方法专利的具体信息内容。

1.一种赖酸修饰的粒子制备及提取DNA方法,其特征在于:所需材料及试剂包括:二氧化硅粒子、去离子乙醇氨水、氢氧化钠、醋酸、正硅酸乙酯、γ-丙基三甲氧基硅烷、缓冲溶液,所需设备包括:三颈瓶、离心管、离心机、水浴箱、透射电镜、真空干燥箱、pH计,所述二氧化硅粒子为利用Stober方法自行制备,性能优越,氨基与羧基比例为1:1;所述缓冲溶液根据工艺的需要有两种,一种是促进二氧化硅粒子吸附DNA片段的低pH值的0.02M缓冲溶液,另一种是促进二氧化硅粒子脱附DNA片段的高pH值的0.02M缓冲溶液,具体pH值视DNA片段类型而定;所述透射电镜型号为JEM-1200;所述离心机型号为Sigma 1-14;所述pH计型号为Sartorius PB-20;所述真空干燥箱为DZG-6020。
2.根据权利要求1所述的一种赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法,其特征在于:方法实施如下:
(一)二氧化硅粒子制备:将去离子水、乙醇、氨水在三颈瓶中混合,并在300rpm、30℃的条件下搅拌,同时快速加入正硅酸乙酯,进行6h的反应后会产生二氧化硅粒子,将整个体系放入离心机,在8500rpm下离心处理20min,保留二氧化硅粒子,并用乙醇反复清洗数次,再用清水清洗数次,然后将二氧化硅粒子与去离子水混合均匀,超声下处理,将混合液移至离心管中,放入真空干燥箱中干燥24小时,再真空干燥12小时,通过称重定量,最后利用投射电镜观察二氧化硅粒子的形貌、单分散性和粒径,选取符合要求的二氧化硅粒子;
(二)赖氨酸修饰二氧化硅粒子:将赖氨酸溶解于去离子水中,溶解均匀后向溶液中加入少量NaOH同时利用pH计监测,将溶液的pH值调整到11.0,然后将溶液放入0℃的水浴箱中,恒温滴加γ-丙基三甲氧基硅烷并搅拌均匀,再以450rpm的转速在65℃的水浴箱中搅拌
5h,再将溶液体系置于0℃的水浴箱中进行冷却,冷却完成后缓慢滴加γ-丙基三甲氧基硅烷,再次以450rpm的转速在65℃的水浴箱中搅拌5h,在pH计的监测下加入醋酸将溶液pH值调整为3.0,加入去离子水和二氧化硅颗粒,在80℃、150rpm的条件下进行4h的反应,再在离心机中以8500rpm的转速离心处理20min,保留二氧化硅粒子,并进行反复多次水洗,将二氧化硅粒子装入离心管并放入真空干燥箱内进行12h真空干燥处理,通过称重定量;
(三)二氧化硅颗粒对DNA的吸附:将二氧化硅粒子与DNA溶液加入离心管中,然后加入低pH值的0.02M缓冲溶液,在pH计的监测下将溶液pH调至促进DNA吸附的状态,在30℃下充分震荡2.5小时,然后将离心管置于离心机内,在8000rpm转速下离心处理10min,保留二氧化硅颗粒;
(四)二氧化硅颗粒对DNA的脱附:将步骤(三)得到的二氧化硅颗粒加入到高pH值的
0.02M的缓冲溶液中,在pH计的监测下将溶液pH调至促进DNA脱附的状态,在30℃下充分震荡2.5小时,然后将离心管置于离心机内,在8000rpm转速下离心处理10min,完成脱附并取上清液。
3.根据权利要求1、2所述的一种赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法,其特征在于:不同类型DNA片段对二氧化硅粒子的吸附和脱附对应的pH值不同,因此,所述步骤(三)和(四)中缓冲液加入后的pH值,应针对不同的DNA片段具体的吸附与脱附性能选择合适的pH值。

说明书全文

一种赖酸修饰的粒子制备及提取DNA方法

技术领域

[0001] 本发明涉及DNA提取领域,尤其涉及赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法。

背景技术

[0002] 随着现代科学技术的发展,该领域的技术日新月异,焕然一新,生物技术也得到了长远的发展,而生物技术中的DNA提取与纯化,更是生物技术的核心技术之一,作为医学、生化、分子生物学进行相关研究的基础,DNA提取与纯化技术的重要性非同寻常。
[0003] DNA是绝大部分生物的遗传物质,直接影响甚至决定着生物的所有性状,对DNA进行研究有利于人们探索生命的秘密,进而开发出新的医疗手段和疾病诊断方法,这就要求对DNA进行提取和纯化,随着相关技术的进步,DNA的提取和纯化也得到了发展,已经摆脱了传统方法所带来的一些的缺陷
[0004] 对于DNA的提取与纯化,目前常用的方法有盐桥法,该方法首先将DNA与硅基质混合,由于DNA与硅基质之间存在静电,二者不能结合,向溶液中加入高浓度的盐,利用盐的静电屏蔽掉二者之间的斥,使得DNA能够吸附在硅基质表面,然后再将盐分洗脱掉,去除了静电屏蔽作用,使得斥力恢复,DNA便从硅基质上脱落下来,完成DNA的提取,但该方法提取效率低并且不能进行小片段的DNA提取;直接静电法,通过化学反应使得基质粒子表面带有与DNA互相吸引的电荷,借助静电引力将DNA吸附在基质表面,但同样由于静电引力,使得DNA不能脱附,故提取效率不高,虽然可通过反转电荷的固相基质解决该问题,但过程繁琐且最佳提取条件需要进一步研究探讨才能决定,因此该技术并不成熟,尚不适合实际应用。
[0005] 虽然现有方法也能够进行DNA提取,但通过分析发现其存在操作繁琐、DNA提取效率低、提取时间长、小片段DNA提取效果差等缺点,有待技术升级,进行进一步的优化。

发明内容

[0006] 本发明的目的是解决DNA片段提取过程中操作步骤繁多、耗时长、提取效率低、提取DNA的精度和纯度低问题,提供一种耗时较少、操作简便、成本更低、精度更高的赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法。
[0007] 本发明所采用的技术方案:一种赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法,所需材料及试剂包括:二氧化硅粒子、去离子乙醇氨水、氢氧化钠、醋酸、正硅酸乙酯、γ-丙基三甲氧基硅烷、缓冲溶液,所需设备包括:三颈瓶、离心管、离心机、水浴箱、透射电镜、真空干燥箱、pH计,所述二氧化硅粒子为利用Stober方法自行制备,性能优越,氨基与羧基比例为1:1;所述缓冲溶液根据工艺的需要有两种,一种是促进二氧化硅粒子吸附DNA片段的低pH值的0.02M缓冲溶液,另一种是促进二氧化硅粒子脱附DNA片段的高pH值的0.02M缓冲溶液,具体pH值视DNA片段类型而定;所述透射电镜型号为JEM-1200;所述离心机型号为Sigma1-14;所述pH计型号为SartoriusPB-20;所述真空干燥箱为DZG-6020。
[0008] 本发明一种赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法布置如下:
[0009] (一)二氧化硅粒子制备:将去离子水、乙醇、氨水在三颈瓶中混合,并在300rpm、30℃的条件下搅拌,同时快速加入正硅酸乙酯,进行6h的反应后会产生二氧化硅粒子,将整个体系放入离心机,在8500rpm下离心处理20min,保留二氧化硅粒子,并用乙醇反复清洗数次,再用清水清洗数次,然后将二氧化硅粒子与去离子水混合均匀,超声下处理,将混合液移至离心管中,放入真空干燥箱中干燥24小时,再真空干燥12小时,通过称重定量,最后利用投射电镜观察二氧化硅粒子的形貌、单分散性和粒径,选取符合要求的二氧化硅粒子;
[0010] (二)赖氨酸修饰二氧化硅粒子:将赖氨酸溶解于去离子水中,溶解均匀后向溶液中加入少量NaOH同时利用pH计监测,将溶液的pH值调整到11.0,然后将溶液放入0℃的水浴箱中,恒温滴加γ-丙基三甲氧基硅烷并搅拌均匀,再以450rpm的转速在65℃的水浴箱中搅拌5h,再将溶液体系置于0℃的水浴箱中进行冷却,冷却完成后缓慢滴加γ-丙基三甲氧基硅烷,再次以450rpm的转速在65℃的水浴箱中搅拌5h,在pH计的监测下加入醋酸将溶液PH值调整为3.0,加入去离子水和二氧化硅颗粒,在80℃、150rpm的条件下进行4h的反应,再在离心机中以8500rpm的转速离心处理20min,保留二氧化硅粒子,并进行反复多次水洗,将二氧化硅粒子装入离心管并放入真空干燥箱内进行12h真空干燥处理,通过称重定量;
[0011] (三)二氧化硅颗粒对DNA的吸附:将二氧化硅粒子与DNA溶液加入离心管中,然后加入低pH值的0.02M缓冲溶液,在pH计的监测下将溶液pH调至促进DNA吸附的状态,在30℃下充分震荡2.5小时,然后将离心管置于离心机内,在8000rpm转速下离心处理10min,保留二氧化硅颗粒;
[0012] (四)二氧化硅颗粒对DNA的脱附:将步骤(三)得到的二氧化硅颗粒加入到高pH值的0.02M的缓冲溶液中,在pH计的监测下将溶液pH调至促进DNA脱附的状态,在30℃下充分震荡2.5小时,然后将离心管置于离心机内,在8000rpm转速下离心处理10min,完成脱附并取上清液。
[0013] 不同类型DNA片段对二氧化硅粒子的吸附和脱附对应的pH值不同,因此,步骤(三)和(四)中缓冲液加入后的pH值,应针对不同的DNA片段具体的吸附与脱附性能选择合适的pH值。
[0016] 本发明的有益效果:(1)本发明采用Stober来制备二氧化硅粒子,避免了以往方法导致的氨基、羧基比例难以调节的弊端;(2)利用pH环境能反转二氧化硅表面电荷的特点,并针对相应DNA选择适当的pH值,最大限度进行了DNA的吸附与脱附,DNA提取效率高,提取精度高;(3)本发明所用的各项材料均可提前制备,且易于保存,节约DNA提取时间,操作步骤简单,;(4)所用各种原材料市场易获得,成本较低。附图说明
[0014] 图1是本发明的流程示意图。具体实施方式:
[0015] 下面结合附图与具体实例对本发明进行详细说明。
[0016] 本发明结合实例,以鲑鱼精DNA为例进行说明,所需材料及试剂包括:二氧化硅粒子、去离子水、乙醇、氨水、氢氧化钠、醋酸、正硅酸乙酯、γ-丙基三甲氧基硅烷、缓冲溶液,所需设备包括:三颈瓶、离心管、离心机、水浴箱、透射电镜、真空干燥箱、pH计,所述二氧化硅粒子为利用Stober方法自行制备,性能优越,氨基与羧基比例为1:1;所述缓冲溶液根据工艺的需要有两种,一种是pH为4.0的0.02M缓冲溶液,另一种是pH为10.0的0.02M缓冲溶液;所述透射电镜型号为JEM-1200;所述离心机型号为Sigma1-14;所述pH计型号为SartoriusPB-20;所述真空干燥箱为DZG-6020。
[0017] 本发明一种赖氨酸修饰的二氧化硅粒子制备及提取DNA方法,结合实例,以鲑鱼精DNA为例进行说明,具体实施如下:
[0018] (一)二氧化硅粒子制备:将去离子水、乙醇、氨水在三颈瓶中混合,并在300rpm、30℃的条件下搅拌,同时快速加入正硅酸乙酯,进行6h的反应后会产生二氧化硅粒子,将整个体系放入离心机,在8500rpm下离心处理20min,保留二氧化硅粒子,并用乙醇反复清洗数次,再用清水清洗数次,然后将二氧化硅粒子与去离子水混合均匀,超声下处理,将混合液移至离心管中,放入真空干燥箱中干燥24小时,再真空干燥12小时,通过称重定量,最后利用投射电镜观察二氧化硅粒子的形貌、单分散性和粒径,选取符合要求的二氧化硅粒子;
[0019] (二)赖氨酸修饰二氧化硅粒子:将赖氨酸溶解于去离子水中,溶解均匀后向溶液中加入少量NaOH同时利用pH计监测,将溶液的pH值调整到11.0,然后将溶液放入0℃的水浴箱中,恒温滴加γ-丙基三甲氧基硅烷并搅拌均匀,再以450rpm的转速在65℃的水浴箱中搅拌5h,再将溶液体系置于0℃的水浴箱中进行冷却,冷却完成后缓慢滴加γ-丙基三甲氧基硅烷,再次以450rpm的转速在65℃的水浴箱中搅拌5h,在pH计的监测下加入醋酸将溶液pH值调整为3.0,加入去离子水和二氧化硅颗粒,在80℃、150rpm的条件下进行4h的反应,再在离心机中以8500rpm的转速离心处理20min,保留二氧化硅粒子,并进行反复多次水洗,将二氧化硅粒子装入离心管并放入真空干燥箱内进行12h真空干燥处理,通过称重定量;
[0020] (三)二氧化硅颗粒对DNA的吸附:将二氧化硅粒子与鲑鱼精DNA加入离心管中,然后加入pH值为4.0的0.02M缓冲溶液,在30℃下充分震荡2.5小时,然后将离心管置于离心机内,在8000rpm转速下离心处理10min,保留二氧化硅颗粒;
[0021] (四)二氧化硅颗粒对DNA的脱附:将步骤(三)得到的二氧化硅颗粒加入到pH值为10.0的0.02M的缓冲溶液中,在30℃下充分震荡2.5小时,然后将离心管置于离心机内,在
8000rpm转速下离心处理10min,完成脱附并取上清液。
[0022] 对于鲑鱼精DNA,pH值为6.5时二氧化硅颗粒与DNA片段之间为等电位,无静电作用,在pH为4.0时二氧化硅颗粒与DNA片段之间静电引力最大,吸附性最强,而在pH为10.0时二氧化硅颗粒与DNA片段之间静电斥力最大,脱附性最强,因此,步骤(三)和(四)中加入缓冲液后的pH分别为4.0和10.0,而对于其他类型的DNA则应根据具体的吸附与脱附性能选择合适的pH值缓冲液。
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