CN110215900B - 一种金属螯合磁性微珠及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属螯合磁性微珠及其制备方法，该金属螯合磁性微珠以超顺磁性的纳米四氧化三铁为内核，在其表面包裹一层二氧化硅，然后，采用由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸形成的配体对二氧化硅的表面进行修饰，配体中硅烷偶联剂和环氧氯丙烷可作为连接臂延长金属离子与磁核的距离，减少非特异性吸附，从而提高磁珠对标签蛋白的特异性吸附，并减少目标蛋白与磁珠结合的空间阻碍使其具有较高的蛋白质提取效率，而配体中亚氨基二乙酸可螯合与组氨酸标签蛋白有很强结合力的金属离子，使得本发明的金属螯合磁性微珠具有较高的选择性分离蛋白的能力。

Description

一种金属螯合磁性微珠及其制备方法
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，特别涉及一种金属螯合磁性微珠及其制备方法。
背景技术
蛋白质是生物体中含量最多，功能最重要的大分子。蛋白质在了解生物内部结构和环境、生物工业化生产和生物医疗等方面有着至关重要的作用。提取分离以及纯化目标蛋白是研究蛋白质的基础。利用蛋白质分子的大小、溶解度、电荷不同已有多种提取蛋白质的方法。例如，利用蛋白质分子的大小可采用密度梯度离心、超滤、凝胶过滤等方法，利用溶解度不同可采用等电点沉淀等方法，利用电荷不同可采用聚丙烯酰胺凝胶电泳、离子交换层析等方法。
其中，金属螯合层析技术是提取分离蛋白质的优良方法。过渡态金属离子中有空轨道，空轨道可与氨基酸残基上的活性基团形成配位键。当蛋白质上的氨基酸基团例如氨基和羧基与金属配位能力较强时，就能与金属离子形成配位键产生复合物。根据蛋白质基团种类数量、构象以及金属元素的不同，螯合金属与蛋白质的亲和力大小也不同。利用这一特性，金属螯合层析可以起到特异性分离纯化蛋白的作用。但现有的金属螯合层析技术存在重复使用率低，分离纯化效率不高，产品成本较高等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在设计并制备一种新型金属螯合磁性微珠，以解决现有金属螯合磁珠的蛋白质提取效率较低、成本高的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种金属螯合磁性微珠，包括纳米四氧化三铁磁核；所述纳米四氧化三铁磁核的表面包裹有二氧化硅；所述二氧化硅的表面修饰有用于螯合金属离子的配体；所述配体由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸组成。
可选地，所述金属螯合磁性微珠的平均粒径为100-300nm。
可选地，所述金属离子为Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+中的一种。
可选地，所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
可选地，所述硅烷偶联剂、所述环氧氯丙烷和所述亚氨基二乙酸的摩尔比为2∶1∶1。
本发明的第二目的在于提供一种制备上述金属螯合磁性微珠的方法，该制备方法，包括以下步骤：
1)纳米四氧化三铁磁核的制备：将Fe(NH4)2·(SO4)2·6H2O、FeCl3·6H2O溶于除氧去离子水，在氮气保护下，水浴加热、搅拌并用氨水调节pH至11，然后，升温陈化，磁分离，得到纳米四氧化三铁磁核；
2)二氧化硅磁珠的制备：将所述纳米四氧化三铁磁核配制成纳米四氧化三铁磁核溶液，向所述纳米四氧化三铁磁核溶液中加入乙醇和去离子水，混合均匀，然后，加入浓氨水，搅拌并滴加正硅酸乙酯，随后，加热、搅拌，进行二氧化硅包裹反应，待所述二氧化硅包裹反应结束后，磁分离，得到二氧化硅磁珠；
3)配体的制备：向氢氧化钠溶液中加入亚氨基二乙酸溶液，然后，在一定温度下搅拌，并加入环氧氯丙烷，进行亲核取代反应，待亲核取代反应结束后，在冰浴条件下，滴加硅烷偶联剂，搅拌，再加入氢氧化钠，升温，进行氨基修饰反应，得到配体；
4)配体的修饰：用浓盐酸调节所述配体的pH至6，然后，加入所述二氧化硅磁珠，混合均匀，随后，加热，进行配体修饰反应，待所述配体修饰反应结束后，磁分离，得到金属螯合磁性微珠。
可选地，所述步骤1)中所述水浴加热的加热温度为50-70℃，加热时间为25-35min，所述搅拌的搅拌速率为200-300r/min，所述升温陈化的陈化温度为70-90℃，陈化时间为50-70min。
可选地，所述步骤2)中所述二氧化硅包裹反应的加热反应温度为30-50℃，加热反应时间为11-13h。
可选地，所述步骤3)中所述亲核取代反应的反应温度为35-45℃，反应时间为3.5-4.5h，所述氨基修饰反应的升温反应温度为75-85℃，升温反应时间为3-5h。
可选地，所述步骤4)中所述配体修饰反应的加热反应温度为90-100℃，加热反应时间为2-3h。
相对于现有技术，本发明所述的金属螯合磁性微珠具有以下优势：
1、本发明的金属螯合磁性微珠以超顺磁性的纳米四氧化三铁为内核，在其表面包裹一层二氧化硅，然后，采用由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸形成的配体对二氧化硅的表面进行修饰，一方面，因二氧化硅的包裹，可减少因磁核中金属离子产生的非特异性吸附，也可起到保护磁核的作用，提高磁核对环境的抗性，使其更耐酸碱，从而保护微粒的磁响应性，有利于其重复使用，另一方面，配体中硅烷偶联剂和环氧氯丙烷可作为连接臂延长金属离子与磁核的距离，使得因金属离子的配位作用吸附蛋白质成为唯一作用，屏蔽了其他吸附作用，即减少非特异性吸附，进而提高磁珠对标签蛋白的吸附特异性，从而使其具有较高的蛋白质提取效率，而配体中亚氨基二乙酸可螯合与组氨酸标签蛋白有很强结合力的金属离子，使得本发明的金属螯合磁性微珠具有较高的选择性分离蛋白的能力。
2、本发明可采用逐步向外合成，依次包裹二氧化硅，连接硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸的方法制备金属螯合磁性微珠，也可采用先将硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸反应形成配体，再连接到包裹有二氧化硅的四氧化三铁磁珠上的方法制备金属螯合磁性微珠，两种制备方法的反应条件温和，不会破坏磁珠和蛋白质的结构，经洗脱后的磁珠可重复利用，其制备过程简单，可在一定程度上降低了制备成本，适用于大规模推广和应用。且后者将前者中的某些固液反应转化为液液反应，降低了本发明磁珠制备过程中反应的损耗，进而有利于进一步提高本发明磁珠的制备效率。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后的粒径分布图；
图2为本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后提纯组氨酸标签蛋白的电泳图；
图3为本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后分离纯化蛋白的电泳图；
图4为对比例1的上市商业化磁珠纯化蛋白的电泳图；
图5为本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后的XRD图谱；
图6为本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后的磁滞回线。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合附图和实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种金属螯合磁性微珠，包括纳米四氧化三铁磁核；纳米四氧化三铁磁核的表面包裹有二氧化硅；二氧化硅的表面修饰有用于螯合金属离子的配体；配体由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸组成。
其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
上述金属螯合磁性微珠的制备方法，具体包括以下步骤：
1)纳米四氧化三铁磁核的制备：将1.90g的Fe(NH4)2·(SO4)2·6H2O、2.33g的FeCl3·6H2O至三口烧瓶中，加入50mL除氧去离子水充分溶解，在氮气保护下，以60℃的加热温度水浴加热30min，水浴加热过程中以200-300r/min的搅拌速率搅拌并用45ml氨水调节pH至11，然后，升温至80℃陈化1h，磁吸附，除去多余反应液，用除氧去离子水洗至中性，再次磁吸附，除去多余水分，得到纳米四氧化三铁磁核，其中，除氧去离子水是通过将去离子水用微波炉煮沸10min后，密封冷却至室温制得，且为了保证所制纳米四氧化三铁磁核不被污染，向上述纳米四氧化三铁磁核中加入100mL除氧去离子水，配制成浓度为10mg/mL的纳米四氧化三铁磁核溶液，室温保存；
2)二氧化硅磁珠的制备：向20ml纳米四氧化三铁磁核溶液中加入160mL乙醇和40mL去离子水，超声分散15min，使其混合均匀，然后，加入6mL浓氨水，搅拌并滴加0.6mL正硅酸乙酯，随后，在40℃下加热并强力搅拌反应12h，使二氧化硅包裹反应充分进行，待二氧化硅包裹反应结束后，磁分离，除去多余反应液，待磁分离结束后，用乙醇洗涤2次，去离子水洗涤4次，再次磁吸附，除去多余水分，得到二氧化硅磁珠；
3)配体的制备：将1.2g(0.03M，2eq)氢氧化钠溶于10mL去离子水，得到氢氧化钠溶液；将2.0g亚氨基二乙酸(0.015M，1eq)溶于10mL去离子水，得到亚氨基二乙酸溶液；向氢氧化钠溶液中加入亚氨基二乙酸溶液，然后，在40℃下磁力搅拌，并在磁力搅拌过程中加入1.2mL环氧氯丙烷，进行亲核取代反应，其中，亲核取代反应的反应时间为4h，待亲核取代反应结束后，冰浴5min，并持续在上述冰浴条件下，滴加1.76mL的KH550(0.0075M，0.5eq)，待KH550滴加结束后，冰浴搅拌1h，再加入0.6g氢氧化钠(0.015M，1eq)，升温至80℃，进行氨基修饰反应，其中，氨基修饰反应的反应时间为4h，得到配体；
4)配体的修饰：用浓盐酸调节配体的pH至6，然后，加入500mg二氧化硅磁珠，超声分散10min，使其混合均匀，随后，在95℃下加热并搅拌反应2h，使配体修饰反应充分进行，待配体修饰反应结束后，磁吸附，除去多余反应液，用乙醇洗2遍，去离子水洗涤6遍，再次磁吸附，除去多余水分，得到平均粒径为205.7nm的金属螯合磁性微珠。
实施例2
一种金属螯合磁性微珠，包括纳米四氧化三铁磁核；纳米四氧化三铁磁核的表面包裹有二氧化硅；二氧化硅的表面修饰有用于螯合金属离子的配体；配体由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸组成。
其中，硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)。
上述金属螯合磁性微珠的制备方法，具体包括以下步骤：
1)纳米四氧化三铁磁核的制备：将1.90g的Fe(NH4)2·(SO4)2·6H2O、2.33g的FeCl3·6H2O至三口烧瓶中，加入50mL除氧去离子水充分溶解，在氮气保护下，以60℃的加热温度水浴加热30min，水浴加热过程中以200-300r/min的搅拌速率搅拌并用45ml氨水调节pH至11，然后，升温至80℃陈化1h，磁吸附，除去多余反应液，用除氧去离子水洗至中性，再次磁吸附，除去多余水分，得到纳米四氧化三铁磁核，其中，除氧去离子水是通过将去离子水用微波炉煮沸10min后，密封冷却至室温制得，且为了保证所制纳米四氧化三铁磁核不被污染，向上述纳米四氧化三铁磁核中加入100mL除氧去离子水，配制成浓度为10mg/mL的纳米四氧化三铁磁核溶液，室温保存；
2)二氧化硅磁珠的制备：向20ml纳米四氧化三铁磁核溶液中加入160mL乙醇和40mL去离子水，超声分散15min，使其混合均匀，然后，加入6mL浓氨水，搅拌并滴加0.6mL正硅酸乙酯，随后，在40℃下加热并强力搅拌反应12h，使二氧化硅包裹反应充分进行，待二氧化硅包裹反应结束后，磁分离，除去多余反应液，待磁分离结束后，用乙醇洗涤2次，去离子水洗涤4次，再次磁吸附，除去多余水分，得到二氧化硅磁珠；
3)氨基修饰：将200mg二氧化硅磁珠置于甲苯中超声分散30min，加入2mmolKH550，升温至110℃，加热回流24h，使氨基修饰反应充分进行，其中，氨基修饰反应过程，即加热回流过程中需持续搅拌，待氨基修饰反应结束后，磁吸附，除去多余反应液，再用无水乙醇洗涤，烘干，得到氨基修饰的二氧化硅磁珠；
4)配体的形成及修饰：将1.2g(0.03M，2eq)氢氧化钠溶于10mL去离子水，得到氢氧化钠溶液；将2.0g亚氨基二乙酸(0.015M，1eq)溶于10mL去离子水，得到亚氨基二乙酸溶液；向氢氧化钠溶液中加入亚氨基二乙酸溶液，然后，在40℃下磁力搅拌，并在磁力搅拌过程中加入1.2mL环氧氯丙烷，进行亲核取代反应，其中，亲核取代反应的反应时间为4h，待亲核取代反应结束后，冰浴5min，并持续在上述冰浴条件下，加入氨基修饰的二氧化硅磁珠，冰浴搅拌1h后，再加入0.6g氢氧化钠(0.015M，1eq)，升温至80℃反应4h，得到平均粒径为205.7nm的金属螯合磁性微珠。
需要说明的是，本发明实施例1～实施例2的金属螯合磁性微珠中由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸组成的配体可以螯合Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+等金属离子，使蛋白质可以稳定的与本发明磁珠结合。
实施例3
将本发明实施例1的金属螯合磁性微珠用于提取蛋白质，其用于提取蛋白质时的具体提取方法如下：
1)将5mg实施例1的金属螯合磁性微珠与1ml浓度为1mol/L的Ni2+在220rpm、37℃下孵育1h，得到螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠溶液；
2)用磁铁吸附螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠溶液中的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠，吸出多余液体，然后，用3ml蒸馏水清洗螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠，并用磁铁吸附螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠，吸出多余液体，清洗过程重复三次，除去多余镍离子，得到纯化的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠(Fe3O4-SiO2-ECH-IDA)；
3)向纯化的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠中加入500μl细胞破碎液，在220rpm，37℃下孵育20min后，经磁吸附除去上清液，再加入1ml浓度为10mmol/L的咪唑溶液，在220rpm，37℃下混合5min，进行洗涤，并经磁吸附除去洗涤液，重复上述洗涤过程三次，随后，加入500μl浓度为500mmol/L的咪唑溶液，在220rpm，37℃下混合10min，进行洗脱，得到洗脱液，重复上述洗脱过程五次，洗脱液中的蛋白即为目标蛋白。
实施例4
将本发明实施例2的金属螯合磁性微珠用于提取蛋白质，其用于提取蛋白质时的具体提取方法如下：
1)将5mg实施例2的金属螯合磁性微珠与1ml浓度为1mol/L的Ni2+在220rpm、37℃下孵育1h，得到螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠溶液；
2)用磁铁吸附螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠溶液中的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠，吸出多余液体，然后，用3ml蒸馏水清洗螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠，并用磁铁吸附螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠，吸出多余液体，清洗过程重复三次，除去多余镍离子，得到纯化的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠；
3)向纯化的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠中加入500μl细胞破碎液，在220rpm，37℃下孵育20min后，经磁吸附除去上清液，再加入1ml浓度为10mmol/L的咪唑溶液，在220rpm，37℃下混合5min，进行洗涤，并经磁吸附除去洗涤液，重复上述洗涤过程三次，随后，加入500μl浓度为500mmol/L的咪唑溶液，在220rpm，37℃下混合10min，进行洗脱，得到洗脱液，重复上述洗脱过程五次，洗脱液中的蛋白即为目标蛋白。
对比例1
测试已上市商业化磁珠(简称NTA磁珠)对组氨酸标签蛋白的提取能力，以将其与本发明实施例1和实施例2的金属螯合磁性微珠对组氨酸标签蛋白的提取能力进行对比，其中，已上市商业化磁珠用于提取蛋白质时的具体提取方法如下：
1)将5mg NTA磁珠与1ml浓度为1mol/L的Ni2+在220rpm、37℃下孵育1h，得到螯合有Ni2+的NTA磁珠溶液；
2)用磁铁吸附螯合有Ni2+的NTA磁珠溶液中的螯合有Ni2+的NTA磁珠，吸出多余液体，然后，用3ml蒸馏水清洗螯合有Ni2+的NTA磁珠，并用磁铁吸附螯合有Ni2+的NTA磁珠，吸出多余液体，清洗过程重复三次，除去多余镍离子，得到纯化的螯合有Ni2+的NTA磁珠；
3)向纯化的螯合有Ni2+的NTA磁珠中加入500μl细胞破碎液，在220rpm，37℃下孵育20min后，经磁吸附除去上清液，再加入1ml浓度为10mmol/L的咪唑溶液，在220rpm，37℃下混合5min，进行洗涤，并经磁吸附除去洗涤液，重复上述洗涤过程三次，随后，加入500μl浓度为500mmol/L的咪唑溶液，在220rpm，37℃下混合10min，进行洗脱，得到洗脱液，重复上述洗脱过程五次，洗脱液中的蛋白即为目标蛋白。
对本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后，即实施例3的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠(Fe3O4-SiO2-ECH-IDA)的粒径分布进行测试，测试结果如图1所示。
由图1可知，本发明实施例3的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠粒径分布为274.97±183.68nm，平均粒径为205.7nm，其中，本发明实施例1合成的纳米四氧化三铁磁核的粒径分布为134.47±55.67nm，平均粒径为111.8nm；本发明实施例1合成的二氧化硅磁珠的粒径分布为223.85±118.14nm，平均粒径为198.4nm。
测定本发明实施例3的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠(Fe3O4-SiO2-ECH-IDA)对组氨酸标签蛋白的纯化能力，测试结果如图2所示。
由图2可知，本发明实施例3的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠在经低浓度咪唑溶液洗涤后，条带逐渐单一，再经高浓度咪唑溶液洗脱后，条带逐渐变窄，说明本发明磁珠对于组氨酸标签蛋白具有较高的选择性，能将目标蛋白进行纯化，且通过加大咪唑浓度，可将蛋白质洗脱下来，得到游离的纯化蛋白。
测定本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后，即实施例3的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠(Fe3O4-SiO2-ECH-IDA)的洗脱能力和纯化效果，并将其与已上市商业化磁珠进行对比(对比例1)，测试结果分别如图3、图4和表1所示。
表1
实施例 洗脱(μg) 洗脱(μg/g) 纯度
实施例3 174.06±6.00 34.81±1.20 87.71％
对比例1 161.09±1.55 32.22±0.31 70.51％
由图3、图4和表1可知，在纯化方面，本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后，其对蛋白质的纯化效果的明显优于已上市商业化磁珠；提取蛋白质能力方面，本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后，其洗脱量优于商业化载体
对本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后的磁珠，即实施例3的Fe3O4-SiO2-ECH-IDA进行XRD分析，测试结果如图5所示。
由图5可知，实施例1中所制备Fe3O4纳米颗粒检测到六组主要的衍射峰：2θ＝30.7°、35.5°、42.1°、53.7°、57.5°、62.9°，分别对应于衍射晶面(220)(311)(400)(422)(511)(440)(参考自JCPDS-19-0629)。该衍射晶面数据属于典型的四氧化三铁面心立方晶体结构，证明成功合成结晶性较好的四氧化三铁纳米颗粒；
所制备Fe3O4-SiO2纳米颗粒(二氧化硅磁珠)与Fe3O4衍射图谱相似，且在2θ＝15°-30°出现一较宽的衍射峰，这是在磁珠表面修饰上无定型二氧化硅的结果，说明二氧化硅被成功修饰上四氧化三铁表面；
所合成Fe3O4-SiO2-ECH-IDA磁珠的XRD图谱与Fe3O4纳米磁珠XRD图谱高度相似，表明在修饰上螯合配体后，内部磁核四氧化三铁仍保持较好的晶型。
对本发明实施例1的金属螯合磁性微珠螯合镍离子后，即实施例3的螯合有Ni2+的金属螯合磁性微珠(Fe3O4-SiO2-ECH-IDA)进行磁滞回线分析，并将其与纳米四氧化三铁(Fe3O4)和二氧化硅磁珠(Fe3O4-SiO2)进行对比，测试结果如图6所示。
由图6可知，在磁滞回线曲线中，饱和磁化强度反映了颗粒的磁响应能力。实施例1制备的Fe3O4磁珠饱和磁化强度为56.5emu/g,Fe3O4-SiO2磁珠饱和磁化强度为34.5emu/g，Fe3O4-SiO2-ECH-IDA磁珠饱和磁化强度为28.9emu/g。随着二氧化硅以及螯合配体的修饰，饱和磁化强度逐渐降低，但仍具有较好的磁响应性。同时Fe3O4、Fe3O4-SiO2、Fe3O4-SiO2-ECH-IDA磁珠的磁滞回线均过原点，即当外加磁场强度为0时，磁珠颗粒立即退磁，不存在磁滞现象，表明所合成磁珠具有超顺磁性。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种金属螯合磁性微珠，其特征在于，包括纳米四氧化三铁磁核；所述纳米四氧化三铁磁核的表面包裹有二氧化硅；所述二氧化硅的表面修饰有用于螯合金属离子的配体；所述配体由硅烷偶联剂、环氧氯丙烷和亚氨基二乙酸组成；
所述金属螯合磁性微珠通过以下方法制得：
1）纳米四氧化三铁磁核的制备：将Fe(NH4)2•(SO4)2•6H2O、FeCl3•6H2O溶于除氧去离子水，在氮气保护下，水浴加热、搅拌并用氨水调节pH至11，然后，升温陈化，磁分离，得到纳米四氧化三铁磁核；
2）二氧化硅磁珠的制备：将所述纳米四氧化三铁磁核配制成纳米四氧化三铁磁核溶液，向所述纳米四氧化三铁磁核溶液中加入乙醇和去离子水，混合均匀，然后，加入浓氨水，搅拌并滴加正硅酸乙酯，随后，加热、搅拌，进行二氧化硅包裹反应，待所述二氧化硅包裹反应结束后，磁分离，得到二氧化硅磁珠；
3）配体的制备：向氢氧化钠溶液中加入亚氨基二乙酸溶液，然后，在一定温度下搅拌，并加入环氧氯丙烷，进行亲核取代反应，待亲核取代反应结束后，在冰浴条件下，滴加硅烷偶联剂，搅拌，再加入氢氧化钠，升温，进行氨基修饰反应，得到配体；
4）配体的修饰：用浓盐酸调节所述配体的pH至6，然后，加入所述二氧化硅磁珠，混合均匀，随后，加热，进行配体修饰反应，待所述配体修饰反应结束后，磁分离，得到金属螯合磁性微珠；
所述金属螯合磁性微珠的平均粒径为100-300nm；
所述硅烷偶联剂为γ-氨丙基三乙氧基硅烷。
2.根据权利要求1所述的金属螯合磁性微珠，其特征在于，所述金属离子为Cu2+、Ni2+、Zn2+、Co2+中的一种。
3.根据权利要求1所述的金属螯合磁性微珠，其特征在于，所述硅烷偶联剂、所述环氧氯丙烷和所述亚氨基二乙酸的摩尔比为2∶1∶1。
4.制备权利要求1至3任一项所述的金属螯合磁性微珠的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）纳米四氧化三铁磁核的制备：将Fe(NH4)2•(SO4)2•6H2O、FeCl3•6H2O溶于除氧去离子水，在氮气保护下，水浴加热、搅拌并用氨水调节pH至11，然后，升温陈化，磁分离，得到纳米四氧化三铁磁核；
2）二氧化硅磁珠的制备：将所述纳米四氧化三铁磁核配制成纳米四氧化三铁磁核溶液，向所述纳米四氧化三铁磁核溶液中加入乙醇和去离子水，混合均匀，然后，加入浓氨水，搅拌并滴加正硅酸乙酯，随后，加热、搅拌，进行二氧化硅包裹反应，待所述二氧化硅包裹反应结束后，磁分离，得到二氧化硅磁珠；
3）配体的制备：向氢氧化钠溶液中加入亚氨基二乙酸溶液，然后，在一定温度下搅拌，并加入环氧氯丙烷，进行亲核取代反应，待亲核取代反应结束后，在冰浴条件下，滴加硅烷偶联剂，搅拌，再加入氢氧化钠，升温，进行氨基修饰反应，得到配体；
4）配体的修饰：用浓盐酸调节所述配体的pH至6，然后，加入所述二氧化硅磁珠，混合均匀，随后，加热，进行配体修饰反应，待所述配体修饰反应结束后，磁分离，得到金属螯合磁性微珠。
5.根据权利要求4所述的金属螯合磁性微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤1）中所述水浴加热的加热温度为50-70℃，加热时间为25-35min，所述搅拌的搅拌速率为200-300r/min，所述升温陈化的陈化温度为70-90℃，陈化时间为50-70min。
6.根据权利要求4所述的金属螯合磁性微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤2）中所述二氧化硅包裹反应的加热反应温度为30-50℃，加热反应时间为11-13h。
7.根据权利要求4所述的金属螯合磁性微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤3）中所述亲核取代反应的反应温度为35-45℃，反应时间为3.5-4.5h，所述氨基修饰反应的升温反应温度为75-85℃，升温反应时间为3-5h。
8.根据权利要求4所述的金属螯合磁性微珠的制备方法，其特征在于，所述步骤4）中所述配体修饰反应的加热反应温度为90-100℃，加热反应时间为2-3h。
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