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编号:11401409
磁性二氧化硅微球的表面修饰及其在植物基因组核酸纯化中的应用
http://www.100md.com 《分析化学》医学期刊 2007年第1期
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     摘 要 在利用自主研发的专利技术制备球形磁性硅胶微球的基础上,对磁性硅胶微球进行表面改性,使其表面分别键合硅羟基、环氧基、邻二醇基和羧基等官能团,并对表面官能团进行了定量研究。以小牛胸腺基因组脱氧核糖核酸(DNA)为模型化合物,研究了核酸在不同表面官能团的磁性硅胶上的吸附和脱附行为,发现表面具有硅醇基的磁球对DNA的回收率最高。将改性后磁性微球应用于玉米DNA的提取,得到了平均长度大于8 kb的高纯度基因组DNA。与传统的有机溶剂抽提法相比,基于磁性微球的核酸固相萃取法具有快速简便、省时省力、易于自动化的特点,适合于大规模植物基因组DNA的样品制备。

    关键词 核酸纯化,磁性微球,表面修饰,固相萃取

    1 引 言

    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。核酸提取的传统方法如酚氯仿抽提法,存在着有机溶剂毒性大、重复性劳动多、难以实现微型化、自动化操作等缺点。而近年来发展起来的以玻璃粉\[1\]、离子交换树脂\[2\]、硅胶\[3\]等为吸附材料的核酸固相萃取法,不仅可以避免使用毒性强的有机溶剂,而且能大幅度提高提取效率。基于固相萃取技术的核酸纯化微芯片已经引起了人们的广泛关注 \[4,5\]。磁性微粒作为一种新型的核酸固相萃取剂,借助于适当的磁分离装置,可以进一步简化和加速核酸的分离与纯化过程,实现核酸纯化处理的微型化、自动化和平行化\[6,7\]。最近,报道了新型磁性二氧化硅微球的合成及其在核酸纯化中的应用\[8\]。所合成的磁性微球具有球形规整、粒度分布窄、磁响应性高的特点,尤其适合于在高粘度样品溶液中核酸的提取。由于磁性纳米粒子均匀地分布在硅胶基质中,磁性硅球表面上存在大量的硅羟基和铁羟基等极性基团。这些极性基团可能对核酸的吸附和洗脱产生影响。因此,需要考察核酸在具有不同极性官能团的磁性微球表面的吸附和脱附行为。首先,用多种硅烷试剂对磁性硅球进行表面修饰,使其分别为硅羟基、环氧基、二醇基和羧基等中性或弱酸性基团所包覆,然后以小牛胸腺DNA为模型化合物,测定了核酸在经表面改性的磁性微球上的回收率,并探讨了核酸在该磁性微球表面的结合机理。最后,以玉米面样品中基因组DNA的纯化为实例,对不同表面基团的磁性微球的提取效率(产率、纯度、完整性)进行了比较。

    2 实验部分

    2.1 仪器和试剂18080 型原子吸收光谱仪(日本日立公司);UV2450紫外扫描仪(日本岛津公司);752型紫外可见光分光光度计(上海棱光技术有限公司);磁分离架(美国Promega生物技术公司);DYY7 型凝胶电泳仪(北京市六一仪器厂) ......

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