CN109215998A - 改进磁性硅颗粒及其用于核酸纯化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种改进磁性硅颗粒，所述改进磁性硅颗粒的制备方法包括以下步骤：1)制备二维二氧化钛纳米片；2)制备二维磁性二氧化钛片；3)制备改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片。本发明的改进磁性硅颗粒，对有核酸有较高的结合容量，并且对盐离子、蛋白或者其他的杂质吸附少，其可以有效解决核酸提取浓度“虚高”的现象。本发明还公开了一种改进磁性硅颗粒用于核酸纯化的方法：以改进磁性硅颗粒作为核酸纯化磁性颗粒，并配以裂解液、结合液、清洗液以及洗脱液组成核酸纯化试剂盒，通过该试剂盒能从生物检材中提取高纯度和高得率的核酸。

Description

改进磁性硅颗粒及其用于核酸纯化的方法
技术领域
本发明涉及生物纳米材料领域，特别涉及一种改进磁性硅颗粒及其用于核酸纯化的方法。
背景技术
从生物样品中提取核酸的常规方法涉及异硫氰酸胍一酚一氯仿抽提法、醇沉淀和柱分离技术等方法。但是这些过程耗时费力,不易实现自动化。Vogelstein等报道在高浓度碘化钠存在下玻璃粉末作为吸附剂用于从琼脂糖凝胶中提取DNA片段以来,基于硅胶和其他具有亲水性表面的载体的固相核酸纯化技术被广泛采用，基于磁性颗粒的核酸纯化方法就是其中的一种。利用磁分离技术进行核酸纯化通常要经历吸附、洗涤和脱附等3个步骤，核酸在高离液盐序列下中被吸附到磁性颗粒的表面，然后利用外磁场将负载核酸的磁性微粒从样品溶液中分离出来,经适当清洗后,在水中脱附即得到纯化核酸。
现在主流的核酸提取厂商都有在提供磁珠法核酸提取的试剂盒，而磁性颗粒则是这些试剂盒中的主要技术核心，国际知名的核酸纯化供应商如Promega、Merck、Thermo、Roche、Qiagen等都开发出不一样的磁性颗粒可用于核酸的纯化，Promega开发了多孔和无孔的硅基树脂磁性颗粒，平均粒径为5.8um，Thermo开发了以聚苯乙烯为核，摄入磁性并在外表面包覆二氧化硅涂层的粒径均一性较高的1um磁性微球，Merck开发了100nm左右的硅基磁性粒子，Roche开发了微米级玻璃磁性颗粒，Qiagen开发了微米级硅基磁性颗粒。这些磁性颗粒虽然粒径、表面、孔隙率等都不一致但都可以在各自的体系下可以纯化核酸。
随着分子诊断的不断发展，对核酸样本的质量要求越来越高，成功的基于核酸的诊断实验的先决条件是分离没有降解、无抑制剂、蛋白污染少、盐离子含量少、浓度较高的核酸。这就对磁珠法核酸提取提出了更高的要求，现在还有一些对下游要求较高的应用如全外显子测序、基因芯片、DNA印迹技术、荧光原位杂交技术等还在用柱式法做核酸提取，这是因为柱式法提取的核酸质量相对比较稳定，260/230在1.8以上，260/280在1.7～1.9范围，而磁珠法出现的一个问题是紫外分光光度计测定浓度与胶图或者Qubit定量的浓度相差较大，对后续建库等有很大的影响。这是因为磁珠法相对柱式法比表面积大，粒径太小导致其吸附杂质的能力也在提升，纳米级的磁珠非常容易吸附也同样可以在260出峰的杂质，使其从紫外分光光度计测试得核酸浓度很高，而实际用胶图或者Qubit定量则会差距2～10倍，即出现“虚高”。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种改进磁性硅颗粒及其用于核酸纯化的方法。
本发明的目的之一还在于开发一种磁珠法血液基因组DNA提取试剂盒，所提取核酸纯度260/230在保存在1.8以上，260/280在1.7～1.9，而紫外分光光度计测定浓度与胶图或者Qubit定量相差较小。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：提供一种改进磁性硅颗粒，所述改进磁性硅颗粒的制备方法包括以下步骤：
1)制备二维二氧化钛纳米片；
2)对所述步骤1)制备的二维二氧化钛纳米片进行磁化，制备二维磁性二氧化钛片；
3)对所述步骤2)制备的二维磁性二氧化钛片进行改进硅涂层包覆，制备得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片。
优选的是，所述的改进磁性硅颗粒的粒径为直径为10～20um，厚度为10～100nm。
优选的是，所述步骤1)的步骤具体包括：
1-1)将钛酸正丁酯、DMF、异丙醇、十八胺混合并磁力搅拌0.5-5个小时；
1-2)通入氮气后升温至100-500℃，继续反应1-10小时，降至室温；
1-3)用乙醇沉淀清洗后加入到异丙醇中，配置成二氧化钛纳米片的质量分数为1-50％的溶液；
1-4)取100质量份上述步骤3)得到的含有二氧化钛纳米片的异丙醇加入10-20质量份的钛酸异丙酯、2-5质量份的正硅酸甲酯、1-5质量份的氨水以及5-20质量份的去离子水，在20-80℃下反应1-20小时，得到二维二氧化钛纳米片。
进一步优选的，二维二氧化钛纳米片的制备过程如下：将30-50质量份的钛酸正丁酯、20-50质量份的DMF、10-30质量份的异丙醇、5-20质量份的十八胺，磁力搅拌1个小时，通入氮气后升温至300度，继续反应5个小时，降至室温，用乙醇沉淀清洗后放在异丙醇中，配置成5％质量分数。取上述100质量份含有二氧化钛纳米片的异丙醇加入10-20质量份的钛酸异丙酯、2-5质量份的正硅酸甲酯、1-5质量份的浓氨水以及5-20质量份的去离子水，在50度下反应12小时，得到亲水改性二维二氧化钛纳米片，厚度为10～50nm，平均粒径为10～20um。
优选的是，所述步骤2)中制备二维磁性二氧化钛片的方法为：将二维二氧化钛纳米片分散在溶剂中并通过共沉淀或水热合成或高温裂解的方式将Fe3O4沉积到二维二氧化钛纳米片表面，从而制得二维磁性二氧化钛片。
其中，二维二氧化钛片的磁化方法可以是二价铁、三价铁盐与二氧化钛片混合均匀后加入碱性溶液，进而将10-50nm超顺磁性粒子沉积到二氧化钛片上，也可以将二氧化钛与乙酰丙酮铁混合并在高温下进行还原也可以将约10nm的四氧化三铁沉积至二氧化钛片上，还可以将二氧化钛片放在乙二醇、乙酸钠、氯化铁的混合溶液中，并在高压釜中进行反应，可以将100-500nm磁性四氧化三铁沉积至二氧化钛片上。
其中，磁性二氧化钛片中二氧化钛的比重为20-80％，而磁性颗粒的比重为10-70％，更高含量的磁性物质可以获得更快的磁性迁移速率，但会是整个片状颗粒的密度增大从而导致沉降速率过快，优选的在这一步的磁性颗粒的比重为20-60％。
其中，所述的Fe3O4的粒径为10～500nm。
优选的是，所述步骤3)中对二维磁性二氧化钛片进行改进硅涂层包覆的改进硅涂层为纯硅涂层或是二氧化硅与二氧化锆、二氧化钛、氧化锌的混合物涂层。
进一步优选的，改进硅涂层中，含有50％以上的二氧化硅。更优选地，含有60％以上的二氧化硅，含有5～30％的二氧化锆，含有2～10％二氧化钛以及5～20％的氧化锌。更为优选地，含有70％以上的二氧化硅，含有10～20％二氧化锆，含有4～8％二氧化钛，5～10％氧化锌。
其中，二氧化硅中掺杂10～20％二氧化锆，含有4～8％二氧化钛会改进会核酸的捕获能力，减少盐离子的残留，大大缓解“虚高”的现象。
其中，所述的改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的合成优选在水/有机相中进行，所述的有机相是可以与水互溶，如DMAC、DMSO、DMF、四氢呋喃、丙酮、乙腈、醇类，更为优选地，所述的有机相是可以与水以任意比例互溶的，且可以减缓二氧化硅、二氧化锌和二氧化锆的缩合反应，在本发明中乙二醇是合适的。水和乙二醇的质量比为1:0.4～1：4，更为优选地，水和乙二醇的质量比为1:0.5～1:3。
优选的是，所述步骤3)中制备改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的过程中，在弱酸催化剂下先将硅源烷和钛酸四丁酯先进行水解，随后加入弱碱，以使表面产生多孔效应。
其中，所述的改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的合成需要酸或者碱进行催化这个反应的进行，所述的酸或者碱是一种弱酸或者是弱碱，作为弱酸，乙酸是比较合适的酸催化剂，作为弱碱，氨水是比较合适的碱催化剂。所述的反应优选在酸催化剂下先将硅源烷和钛酸四丁酯先进行水解，随后一个快速加入碱的过程，可以使表面产生多孔。
其中，步骤3)中，所述的二氧化硅由硅源烷提供，所述的氧化锌由氯化锌提供，所述的二氧化钛由钛酸四丁酯提供，所述的二氧化锆由正丁醇锆提供，优选的硅源烷为正硅酸四乙酯。
优选的是，所述步骤3)中制备改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的具体步骤包括：
3-1)取由步骤2)制备的二维磁性二氧化钛片分散至去离子水与乙二醇的混合溶液中，加入冰乙酸，并进行机械搅拌；
3-2)再加入正硅酸四乙酯、正丁醇锆、钛酸四丁酯以及氧化锌，继续在室温下反应形成溶胶凝胶悬浮液；
3-3)将氨水滴加至所述步骤3-2)得到的溶胶凝胶悬浮液中，滴加完毕后继续反应，得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片。
优选的是，还包括对制备的改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片进行的以含盐的弱碱性缓冲试剂作为活化试剂的活化处理步骤及后续的温度为100-500℃的高温处理步骤。
其中，所述活化试剂为pH为7.5～9.5的10～500mM NaCl与10～100mMTris的混合液。
其中，所述的活化试剂有利于磁性颗粒在纯化核酸时保持二氧化硅的活性，而所述的高温处理有助于致孔。更为优选地，所述的高温处理为120～200度。
本发明还提供一种改进磁性硅颗粒用于核酸纯化的方法，包括制作以改进磁性硅颗粒作为核酸纯化磁性颗粒的核酸纯化试剂盒，通过该试剂盒从生物检材中提取高纯度和高得率的核酸；其中，所述试剂盒还包括裂解液、结合液、清洗液以及洗脱液。
本发明的生物检材包括病毒、噬菌体和细胞(例如细菌细胞、以及人类细胞、动物细胞(如白细胞)或植物细胞)。尤其地，本发明的方法优选地适合于从人或动物来源(例如临床样品如血液、血浆、血清、漱口水、尿液、脑脊髓液、痰、粪便、上皮细胞、涂片、活检和其它组织或骨髓样品)的样生物检材中分离核酸(如DNA或RNA)。生物检材还可以来源于环境分析、食品分析或分子生物学研究中，例如来自细菌培养物、病毒培养物、噬菌体裂解液、气体或水过滤物和扩增产物。
在某些情况下，生物检材可未经预处理便用于本发明的方法。然而多数情况下，样品需要通过适当手段进行消化以释放样生物检材中的核酸。消化样品的方法被本领域技术人员所熟知，本质上其可以是化学的、酶的或物理的方法，还可能是这些方法的组合。
优选的是，所述裂解液包括离液剂和表面活性剂；所述结合液为具有1-6个碳原子的短链、支链或直链烷醇；所述清洗液为常规的洗涤缓冲液或是具有低或中等离子强度的缓冲液或是具有高盐浓度的洗涤缓冲液或是标准洗涤试剂。
优选的是，所述裂解液为浓度为1M-7M的离液剂、浓度为0.1M-1M的一价盐和0.1-10wt％的表面活性剂的混合物；所述结合液为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油、异丙醇、正丁醇、仲丁醇或戊醇中的一种或多种的混合物；所述清洗液为pH为6～8的10～50mMTris-HCl与0-100mMNaCl的混合物或是2M的盐酸胍或是65～80％的乙醇水溶液。
其中，所述的裂解方法可以是离液盐和表面活性剂的组合，如SDS与盐酸胍，吐温20和碘化钠等，也可以使用机械裂解，通过例如弗氏压碎器、超声、用玻璃球研磨、用铝研磨、或在液氮中研磨进行；也可以是酶促裂解，例如采用溶菌酶、蛋白酶、链霉蛋白酶或纤维素酶，或其它能通过商业渠道购买到的裂解酶；还可以是微波处理；温度处理，如加温、加热、或冷冻(如在干冰或液氮)和解冻；碱裂解。所有上述方法代表了本领域熟知的标准裂解方法，可以使用任何一种方法或其组合。
其中，离液剂和表面活性剂的组合对裂解细菌和细胞特别有效。用于裂解的试剂包括离液剂(例如异硫酸氰胍或盐酸胍)和表面活性剂(例如SDS或吐温20)。这些裂解剂可以存在于水溶液或缓冲液溶液(即所谓的裂解缓冲液)。任何适当的缓冲液均可用作缓冲液，例如Tirs、硼酸盐或磷酸盐缓冲液。可以采用浓度范围在1M到7M的离液剂(例如异硫酸氰胍、盐酸胍、碘化钠或高氯酸钠)，0.1M到1M的一价盐(如氯化钠、氯化锂、氯化钾、硝酸钾或硝酸钠)，和0.1到10wt％(重量/体积)的表面活性剂。
其中，所述的结合优选在醇的环境下进行，优选具有1到6个碳原子的短链、支链或直链烷醇，如甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油、异丙醇、正丁醇、仲丁醇或戊醇，更有选为乙醇、乙二醇和异丙醇。醇的浓度范围从1到100％的体积比，更有选从10～60％，还更有优选从15～50％，最优选从15～40％。乙醇为与RNA效果是更好的，而异丙醇对于DNA更好。
其中，所述的清洗步骤可以是常规的洗涤缓冲液或任何其它适当的介质作为洗涤溶液。通常优选具有低或中等离子强度的缓冲液，例如，pH为6～8的10～50mM Tris-HCl、0-100mMNaCl。然而，还可以采用具有较高盐浓度的洗涤缓冲液，例如2M盐酸胍。同样地，可以采用其它用于进行洗涤步骤的标准试剂，如含50％以上的醇介质，例如具有2到5个碳原子的低级烷醇的溶液，优选乙醇水溶液，特别优选65～80％的乙醇水溶液。
其中，所述的洗脱溶液，根据本发明，需要用低盐含量的洗脱缓冲液将核酸从磁性颗粒上除去。盐浓度低于0.1mol/l的缓冲液特别适合作为低盐含量的洗脱缓冲液。尤其优选的洗脱缓冲液含有Tris-HCl，最有优选地，pH8.0的10mMTris-HCl缓冲液。
本发明的有益效果是：本发明的改进磁性硅颗粒，对有核酸有较高的结合容量，并且对盐离子、蛋白或者其他的杂质吸附少，其可以有效解决核酸提取浓度“虚高”的现象；本发明将改进磁性硅颗粒用于核酸纯化，以改进磁性硅颗粒作为核酸纯化磁性颗粒，并配以裂解液、结合液、清洗液以及洗脱液组成核酸纯化试剂盒，通过该试剂盒能从生物检材中提取高纯度和高得率的核酸。
附图说明
图1为本发明的实施例4制备的改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片MS01的扫描电镜局部放大图。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点，而不是对本发明权利要求的限制。下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
实施例1
提供一种二维二氧化钛纳米片的制备方法：
将30g质量份的钛酸正丁酯、25gDMF、30g异丙醇、12g十八胺，磁力搅拌1个小时，通入氮气后升温至300度，继续反应5个小时，降至室温，用乙醇沉淀清洗后放在异丙醇中，配置成5％质量分数。取上述100g二氧化钛粗片的异丙醇加入12g钛酸异丙酯、3g正硅酸甲酯、2g浓氨水以及20g去离子水，机械搅拌300rpm下，在50度下反应12小时，2000转离心用乙醇和去离子水清洗得到亲水改性的二维二氧化钛纳米片，厚度为30nm，粒径为10～20um。
实施例2
提供一种二维磁性二氧化钛片的制备方法(共沉淀法)：
取来10g自实施例1的二维二氧化钛纳米片分散在去离子水中，加入2g氯化亚铁四水合物和4.5g三氯化铁六水合物以及200mL去氧的去离子水，机械搅拌30分钟后，滴加20mL1M氢氧化钠溶液，升温至80度继续反应30分钟，降温至室温，磁性分离后用去离子水清洗，60度干燥，得二维磁性二氧化钛片。
实施例3
提供另一种二维磁性二氧化钛片的制备方法(水热法)：
取来10g干燥的自实施例1的二维二氧化钛纳米片分散在去200mL乙二醇中，加入13g乙酸钠、12.4g三氯化铁六水合物和3.6g柠檬酸钠，机械搅拌1小时，放入高压反应釜在180度下反应8小时，磁性分离后用去离子水清洗，得到二维磁性二氧化钛片。
实施例4
提供一种改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的制备方法：
取120g来做实施例3制备的二维磁性二氧化钛片分散在3L去离子水和5L乙二醇的混合溶液中，加入10g冰乙酸，1500rpm下机械搅拌，加入70g正硅酸四乙酯，15g正丁醇锆，5g钛酸四丁酯以及10g氧化锌，继续在室温下反应3小时形成溶胶凝胶悬浮液，将50mL氨水滴加至上述溶液中，滴加时间为15分钟。滴加完毕后在45度下反应20小时，得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片，记为MS01，将称取10g MS01加入0.1M NaCl以及50mMTris，pH＝8.5的缓冲液下80度反应2小时进行活化处理，用去离子水清洗后在120度高温处理6小时，得到MS01S。
实施例5
提供另一种改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的制备方法(纯二氧化硅修饰)：
取120g来做实施例3制备的二维磁性二氧化钛片分散在3L去离子水和5L乙二醇的混合溶液中，加入10g冰乙酸，1500rpm下机械搅拌，加入100g正硅酸四乙酯，继续在室温下反应3小时形成溶胶凝胶悬浮液，将50mL氨水滴加至上述溶液中，滴加时间为15分钟。滴加完毕后在45度下反应20小时，得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片，记为MS02。
实施例6
提供另一种改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的制备方法：
取120g来做实施例3制备的二维磁性二氧化钛片分散在5L去离子水和3L乙二醇的混合溶液中，加入20g冰乙酸，1500rpm下机械搅拌，加入80g正硅酸四乙酯，16g正丁醇锆，4g钛酸四丁酯，机械搅拌3小时后将50mL氨水滴加至上述溶液中，滴加时间为15分钟。滴加完毕后在45度下反应20小时，得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片，记为MS03。
实施例7
提供另一种改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的制备方法：
取120g来做实施例3制备的二维磁性二氧化钛片分散在3L去离子水和6L乙二醇的混合溶液中，1000rpm下机械搅拌，加入35mL氨水，反应20分钟，
滴加75g正硅酸四乙酯，20g正丁醇锆，5g钛酸四丁酯以及200mL无水乙醇的混合液，滴加时间为4小时，滴加完毕后在35度下反应14小时，得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片，记为MS04。
实施例8
将实施例4～7制备的磁性颗粒与商品化磁性颗粒基因组DNA提取进行对比：
将实施例4～7制备的MS01、MS01S、MS02、MS03、MS04以及商品化PromegaPMPs(货号MD1441)、Merck MagPrep Silica LS(货号1.01193-0001)，、ThermoDynabeadsTMMyOneTMSilane(货号37002D)用于全血基因组DNA提取纯化。
将MS01、MS01S、MS02、MS03、MS04用去离子水配制成50mg/mL的悬浮液，取200ul血液样本，加入200ul裂解液(6M盐酸胍、1％Triton X-100、200mM KCl、10mM EDTA、100mMTris，pH6.8)以及20ul蛋白酶k，高速振荡5次，用移液管上下吸取5次，再振荡5次，在55度下水浴15分钟，进行裂解，获得完全的匀浆液加入30ul磁珠悬浮液以及200ul异丙醇溶液，高速振荡5min进行结合，结合完毕后磁性分离用清洗液1(含1M LiCl、1MKCl 80％乙醇、pH7.2)清洗1分钟，磁性分离后用80％乙醇清洗两次，每次1分钟，最后加入80ul洗脱液(10mM Tris，pH8.0)洗脱5分钟得到纯净的核酸。我们从表1可以看到MS01，MS01S、MS03和MS04从分光光度计定量与Qubit定量是比较相近的，而MS02、商品化的PMPs、MagPrepSilica LS以及MyOneTMSilane都出现了分光光度计与Qubit数据不吻合的现象，这印证了表面改进的硅颗粒可以有效解决核酸提取浓度“虚高”的现象。
表1：全血基因组DNA纯化分光光度计数据与Qubit数据对照
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种改进磁性硅颗粒，其特征在于，所述改进磁性硅颗粒的制备方法包括以下步骤：
1)制备二维二氧化钛纳米片；
2)对所述步骤1)制备的二维二氧化钛纳米片进行磁化，制备二维磁性二氧化钛片；
3)对所述步骤2)制备的二维磁性二氧化钛片进行改进硅涂层包覆，制备得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片。
2.根据权利要求1所述的改进磁性硅颗粒，其特征在于，所述步骤1)的步骤具体包括：
1-1)将钛酸正丁酯、DMF、异丙醇、十八胺混合并磁力搅拌0.5-5个小时；
1-2)通入氮气后升温至100-500℃，继续反应1-10小时，降至室温；
1-3)用乙醇沉淀清洗后加入到异丙醇中，配置成二氧化钛纳米片的质量分数为1-50％的溶液；
1-4)取100质量份上述步骤3)得到的含有二氧化钛纳米片的异丙醇加入10-20质量份的钛酸异丙酯、2-5质量份的正硅酸甲酯、1-5质量份的氨水以及5-20质量份的去离子水，在20-80℃下反应1-20小时，得到二维二氧化钛纳米片。
3.根据权利要求1所述的改进磁性硅颗粒，其特征在于，所述步骤2)中制备二维磁性二氧化钛片的方法为：将二维二氧化钛纳米片分散在溶剂中并通过共沉淀或水热合成或高温裂解的方式将Fe3O4沉积到二维二氧化钛纳米片表面，从而制得二维磁性二氧化钛片。
4.根据权利要求3所述的改进磁性硅颗粒，其特征在于，所述的改进磁性硅颗粒的粒径为直径为10～20um，厚度为10～100nm；所述的Fe3O4的粒径为10～500nm。
5.根据权利要求1所述的改进磁性硅颗粒，其特征在于，所述步骤3)中对二维磁性二氧化钛片进行改进硅涂层包覆的改进硅涂层为纯硅涂层或是二氧化硅与二氧化锆、二氧化钛、氧化锌的混合物涂层。
6.根据权利要求5所述的改进磁性硅颗粒，其特征在于，所述步骤3)中制备改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片的具体步骤包括：
3-1)取由步骤2)制备的二维磁性二氧化钛片分散至去离子水与乙二醇的混合溶液中，加入冰乙酸，并进行机械搅拌；
3-2)再加入正硅酸四乙酯、正丁醇锆、钛酸四丁酯以及氧化锌，继续在室温下反应形成溶胶凝胶悬浮液；
3-3)将氨水滴加至所述步骤3-2)得到的溶胶凝胶悬浮液中，滴加完毕后继续反应，得到改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片。
7.根据权利要求6所述的改进磁性硅颗粒，其特征在于，还包括对制备的改进硅包覆的二维磁性二氧化钛片进行的以含盐的弱碱性缓冲试剂作为活化试剂的活化处理步骤及后续的温度为100-500℃的高温处理步骤；
其中，所述活化试剂为pH为7.5～9.5的10～500mM NaCl与10～100mM Tris的混合液。
8.一种如权利要求1-7中任意一项所述的改进磁性硅颗粒用于核酸纯化的方法，其特征在于，包括制作以改进磁性硅颗粒作为核酸纯化磁性颗粒的核酸纯化试剂盒，通过该试剂盒从生物检材中提取高纯度和高得率的核酸；其中，所述试剂盒还包括裂解液、结合液、清洗液以及洗脱液。
9.根据权利要求8所述的改进磁性硅颗粒用于核酸纯化的方法，其特征在于，所述裂解液包括离液剂和表面活性剂；所述结合液为具有1-6个碳原子的短链、支链或直链烷醇；所述清洗液为常规的洗涤缓冲液或是具有低或中等离子强度的缓冲液或是具有高盐浓度的洗涤缓冲液或是标准洗涤试剂。
10.根据权利要求9所述的改进磁性硅颗粒用于核酸纯化的方法，其特征在于，所述裂解液为浓度为1M-7M的离液剂、浓度为0.1M-1M的一价盐和0.1-10wt％的表面活性剂的混合物；所述结合液为甲醇、乙醇、丙醇、乙二醇、甘油、异丙醇、正丁醇、仲丁醇或戊醇中的一种或多种的混合物；所述清洗液为pH为6～8的10～50mMTris-HCl与0-100mMNaCl的混合物或是2M的盐酸胍或是65～80％的乙醇水溶液。
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