改性Fe3O4磁性微球吸附DNA

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从生物样品中提取核酸是分子生物学和临床医学等生命科学研究领域中的一项基本技术。核酸提取的方法主要包括酚-氯仿提取,CTAB分离法,溴化乙锭(EtBr)-氯化铯(CsCl)不同梯度离心法、盐析法和固相提取法等。这些方法往往复杂,昂贵,费时且纯度差。在固相分离中,表面修饰的磁性粒子作为载体,利用磁性材料在外磁场下易于相分离的特点被广泛应用于DNA的分离纯化中。磁性微粒作为一种新型的基质,其分离技术是一种快速有效的分离方法,而且避免了有机试剂的污染,在环境中,医疗药物,生物分离等方面应用广泛,发展前景良好。论文采取四种不同的方案制备磁性微球吸附剂,分别将双甘膦,氨基酸,乙烯基膦酸和聚乙二醇作为修饰剂制备磁性微球,研究DNA的最佳吸附条件,并应用于新鲜玉米的分离提纯。具体内容如下:1.以双甘膦为修饰剂,螯合金属离子Zn2+和Cu2+,制备了两种磁性微球吸附剂(MNP-PMIDA-Zn2+和MNP-PMIDA-Cu2+)吸附DNA,利用傅里叶红外光谱进行表征,并借测定上清液的剩余浓度确定双甘膦修饰的含量。优化了吸附条件。MNP-PMIDA-Zn2+和MNP-PMIDA-Cu2+最大吸附容量分别为21.78mg·g-1,17.31mg·g-1。用Langmuir和Freundlich吸附模型对DNA吸附等温线拟合,MNP-PMIDA-Zn2+和MNP-PMIDA-Cu2+对DNA分别为单分子层吸附和多分子层吸附。在氨水浓度为3.5%和4.5%时,DNA能从吸附剂表面完全洗脱下来,从而达到分离纯化的目的。用制备的修饰吸附剂从玉米中提取DNA,一次提取纯度分别1.6382和1.2927,前者能成功提取出DNA。此方法简便快速,对DNA有较高的提取率,所得DNA纯度较高。电泳图谱中DNA谱带明显,表明该制备的MNP-PMIDA-Zn2+吸附剂能成功的从样品中提取DNA。2.用赖氨酸,精氨酸和组氨酸修饰Fe3O4纳米磁性微球,利用傅里叶红外和TEM进行表征。将吸附剂用于对DNA吸附研究,优化了吸附条件。结果表明,在pH=5.0,离子强度为2.0mol·L-1,室温下分别吸附20min,25min和25min,磁性微球对DNA的有最大吸附率。用Langmuir和Freundlich吸附模型对DNA吸附等温线拟合,赖氨酸,精氨酸修饰磁性微球对DNA的吸附过程属于单分子层吸附,组氨酸修饰磁性微球对DNA的吸附过程是单分子层吸附和多分子层吸附并存。用制备的修饰吸附剂从新鲜玉米中提取DNA,对DNA有较高的提取率,提取纯度A260/A280均大于1.8,DNA纯度较高。电泳图谱中谱带明显,表明用氨基酸修饰的Fe3O4纳米磁性微球能成功的从样品中提取DNA。3.以乙烯基膦酸制备的聚合物包覆磁性微球,螯合Zr4+后制备新的吸附剂,用于DNA的分离纯化实验。吸附剂用傅里叶红外光谱和TEM进行表征。试验结果表明,在pH=5.0,离子强度为2.0mol·L-1,室温下吸附20min,磁性微球对DNA的有最大吸附率,达到75.43%。用Langmuir和Freundlich吸附模型对DNA吸附等温线拟合,微球对DNA的吸附过程属于单分子层吸附。在PEG浓度为25%时,DNA洗脱率为87.53%,从而达到提取分离纯化DNA的目的。用制备的修饰吸附剂从新鲜玉米中提取DNA,一次提取DNA纯度达到A260/A280=1.9900,所得DNA纯度高,对DNA有较高的提取率,电泳图谱中谱带明显,表明制备的吸附剂能成功的从样品中提取DNA。4.用聚乙二醇(PEG8000)修饰磁性Fe3O4纳米微球,利用正交实验寻找最佳制备条件,吸附剂用傅里叶红外光谱进行表征。用于DNA的吸附研究,试验溶液pH、离子强度和吸附时间等因素对DNA吸附的影响。结果表明,在pH=6.0,离子强度为1.5mol·L-1,30℃,吸附20min等条件下,磁性微球对DNA的有最大吸附率。用Langmuir和Freundlich吸附模型对DNA吸附等温线拟合,PEG8000修饰磁性微球对DNA的吸附过程属于多分子层吸附。用制备的修饰吸附剂从新鲜玉米中提取DNA,提取纯度A260/A280为1.9289,所得DNA纯度较高,对DNA有较高的提取率,电泳图谱中谱带明显,表明该制备的吸附剂能成功的从样品中提取DNA。
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