羧基功能化纳米磁性粒子的合成、表征及在质粒dna纯化中的应用

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1、V95918lJk分类号j里3墅：Ⅱ≥±鲤：§四川农业大学硕士学位论文羧基功能化纳米磁性粒子的合成、表征及在质粒ONA纯化中的应用指导教师学科专业研究方向单志2006年6月兰中文摘要纳米磁性粒子(magneticnanoparticles，MNPs)是以磁性Fe。04或y—Fe：03等为晶核，高分子基质或表面活性剂为壳经包被或包埋而形成的一种新型复合功能材料。除了微米级磁性微球所具有的超顺磁性和功能基特性外，纳米磁性粒子还具有尺寸小、偶联容量大、扩散速度快和悬浮稳定性高等优点，逐渐成为当今生物学和医学研究

2、的重要手段。基于上述优势，本文对具有生物学功能性的羧基功能化纳米磁性粒子的合成、表征及其在质粒DNA分离纯化中的应用进行了研究。1采用化学共沉淀法制备出了超顺磁性纳米铁氧体粒子。以NaOH为沉淀剂，采用正交实验设计，优化了纳米铁氧体磁性粒子的制备工艺；探讨了Fe”／Fe”比、成核温度、晶化温度和晶化时间等因素对产物粒径及磁性能的影响；对纳米铁氧体粒子的晶相、粒径和磁性等进行了表征。结果表明当n(Fe2+)：n(Fe”)=l：1．65，成核和晶化温度为63℃，反应时间60min时得到粒径约6～7nm，粒度分

3、布均匀的尖晶石(spinel)结构铁氧体；其饱和磁化强度为54．1emu／g，剩磁和矫顽力均为零，具有超顺磁性；易氧化，经干燥后变为Y—Fe：03晶相。2采用十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂对铁氧体微晶进行了表面改性。以甲苯为分散剂，借助超声浴成功实现了纳米铁氧体磁性粒子由亲水性向亲油性的转变，同时研究了超声波处理方式对铁氧体分散及包覆后粒径的影响。结果表明，较长的处理时间和大的超声功率有利于铁氧体粒子分散、改性和得到小的包覆粒径。3采用分散聚合法合成了羧基修饰的单分散性纳米磁性粒子。在上述磁流体中，加入一

4、定量的偶联剂磷酸双一(甲基丙烯酸一2一羟乙酯)，交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，功能单体甲基丙烯酸，并以过氧苯甲酰为引发剂通过控制条件进行功能化包覆。对纳米粒子的晶相、粒径、磁含量、磁性和表面官能团等进行了表征。结果显示包覆粒子平均粒径7±lnm，呈单分散状态，没有凝胶产生；晶相为Y—Fe：03；磁含量达83％；比饱和磁化强度为47．2emu／g，剩磁和矫顽力均接近零，具有超顺磁性；粒子表面富含羧基。4利用羧基功能化纳米磁性粒子建立了从大肠杆菌中提取质粒DNA的方法。基于SPRI(solidphaserev

5、ersibleimmobilization)原理，以包覆粒子作为固相载体，考察了结合液浓度、吸附和解吸附温度及时间、粒子用量及RNA酶等因素对质粒DNA纯度和回收率的影响。结果表明：当PEG8000和NaCl分别为0．15g／mL和2．5mol／L，整个操作在室温下完成时，可从1．5mL大肠杆菌过夜培养物中提取II●8．2511g高纯度质粒DNA。由本法提取质粒DNA具有高效、快速、成本低廉和不接触有毒试剂等优点。关键词：羧基功能化，纳米磁性粒子，质粒DNA，SPRI，超顺磁性’‘o_．、Preparat

6、ionandCharacterizationofCarboxyl—groupFunctionalizedMagneticNanoparticlesandItsApplicationinPurificationofPlasmidDNAZhiShan(biophysics)DirectedbyprofessorWan—ShenYangAbstract：MagneticnanoparticIes(MNPs)areoneofmostpromisingcomplexmaterialsinbiologyandbiom

7、edicine，typicallyironoxide(Fe304orY—Fe203)based，withthesurfacetailoredwithsurfactantsorpolymersthroughacoatingprocessorencapsulation．Likemagneticmicrospheres，magneticnanoparticlespossessbothfunctionalgroupsonthesurfaceandsuperparamagneticphenomena．Besides

8、，theiruniquepropertiessuchassmallpartic]esize，highsurface／volumeratio，fastmovementandlong—timesuspensioninbiologicalenvironmentrenderthemanimportantt001forbothbiologicalandbiomedicalanalysis．Therefore，carboxylatedma