CN113265379A - 一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用 - Google Patents

一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用 Download PDF

Info

Publication number
CN113265379A
CN113265379A CN202110528778.XA CN202110528778A CN113265379A CN 113265379 A CN113265379 A CN 113265379A CN 202110528778 A CN202110528778 A CN 202110528778A CN 113265379 A CN113265379 A CN 113265379A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microsphere
nano
particles
functionalized
functionalized spots
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110528778.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113265379B (zh
Inventor
徐方成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Xiamen Yijiacheng Technology Co ltd
Original Assignee
Xiamen Yijiacheng Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Xiamen Yijiacheng Technology Co ltd filed Critical Xiamen Yijiacheng Technology Co ltd
Priority to CN202110528778.XA priority Critical patent/CN113265379B/zh
Priority to PCT/CN2021/095043 priority patent/WO2022236863A1/zh
Publication of CN113265379A publication Critical patent/CN113265379A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113265379B publication Critical patent/CN113265379B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N7/00—Viruses; Bacteriophages; Compositions thereof; Preparation or purification thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/26—Synthetic macromolecular compounds
    • B01J20/261—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon to carbon unsaturated bonds
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B01J20/28007—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size with size in the range 1-100 nanometers, e.g. nanosized particles, nanofibers, nanotubes, nanowires or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28009—Magnetic properties
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28016—Particle form
    • B01J20/28021—Hollow particles, e.g. hollow spheres, microspheres or cenospheres
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/28047—Gels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28078—Pore diameter
    • B01J20/28085—Pore diameter being more than 50 nm, i.e. macropores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C1/00—Magnetic separation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/14—Extraction; Separation; Purification
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N1/00—Microorganisms, e.g. protozoa; Compositions thereof; Processes of propagating, maintaining or preserving microorganisms or compositions thereof; Processes of preparing or isolating a composition containing a microorganism; Culture media therefor
    • C12N1/02—Separating microorganisms from their culture media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
    • C12N15/09—Recombinant DNA-technology
    • C12N15/10—Processes for the isolation, preparation or purification of DNA or RNA
    • C12N15/1003—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor
    • C12N15/1006—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers
    • C12N15/1013—Extracting or separating nucleic acids from biological samples, e.g. pure separation or isolation methods; Conditions, buffers or apparatuses therefor by means of a solid support carrier, e.g. particles, polymers by using magnetic beads
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N5/00—Undifferentiated human, animal or plant cells, e.g. cell lines; Tissues; Cultivation or maintenance thereof; Culture media therefor
    • C12N5/06—Animal cells or tissues; Human cells or tissues
    • C12N5/0602—Vertebrate cells
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
    • C12N2509/00—Methods for the dissociation of cells, e.g. specific use of enzymes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Virology (AREA)
  • Tropical Medicine & Parasitology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种表面具有功能化斑点的微球，包括微球主体和镶嵌在所述微球主体顶部的功能化斑点，所述微球主体的底部内嵌有重力球，所述重力球用于调整所述微球主体的重心，使所述功能化斑点保持向上；还公开了所述微球的制备方法和应用，本发明的具有功能化斑点的微球可用于生物活性颗粒的吸附和分离。

Description

一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及生物材料技术领域，特别涉及一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用。
背景技术
细胞、细菌和病毒是生物学领域中三大类材料，它们都具有颗粒的属性，如病毒通常在15-200nm，细菌在0.2-8μm，而人体哺乳细胞通常在5-30μm。现有的生物学研究方法，无论是生理生化研究，还是基因和基因组研究，通常采用许多相同的细胞。如常规的细菌基因组测序，通常采用几十万甚至几百万个细菌个体，一起破碎后提取基因作为模板，然后进行基因扩增和测序。但现代科学技术已经证明，细菌、病毒、细胞的个体之间是有差异的。在一定条件下，研究这些差异是很有必要的，如新冠肺炎病毒，通过研究一个样本中单个纳米病毒的基因组或生理，有助于了解病毒的突变路径，从而为治疗药物和治疗方法的开发提供理论基础。
因为病毒的个体极其微小，属于纳米尺度的生物颗粒，通常只能在电子显微镜下才能看到，高通量地分离一大批单个病毒颗粒，在目前还是难以做到。因此，需要寻找新的可用于病毒单颗粒分离的材料或方法，以应用于病毒的分离和纯化。
细菌、细胞的个体更加大一些，现有技术通常采用流式细胞仪、光学显微镜下微操纵等方法，将细菌或细胞分成几大类，如10xGenomics的单细胞仪器，采用微流控的方法，分离单个细胞，但通常只能分离5μm以上的细胞，而且得率最高只有40％左右，通常只有百分之十几。因此，也有必要开发基于新原理的单细胞分离方法和仪器。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种表面具有功能化微米或纳米斑点的微球及其制备方法和应用。
本发明采用以下技术方案：
一种表面具有功能化斑点的微球，包括微球主体和镶嵌在所述微球主体顶部的功能化斑点，所述微球主体的底部内嵌有重力球，所述重力球用于调整所述微球主体的重心，使所述功能化斑点保持向上。
进一步地，所述微球主体的直径为2-60μm，表面不具有吸附特性，表面经荧光或量子点修饰，内部经磁性修饰。
进一步地，所述微球主体采用聚苯乙烯磁性微球或二氧化硅磁性微球。
进一步地，所述重力球的直径为所述微球主体的30％-50％，比重为2-10。
进一步地，所述功能化斑点具有吸附特性，直径为15nm-30μm。
进一步地，所述功能化斑点含有可吸附生物活性颗粒的物质，所述可吸附生物活性颗粒的物质包括吸附分子、吸附纳米颗粒或经修饰的微纳球。
进一步地，所述功能化斑点通过凝胶固定镶嵌在所述微球主体的顶部。
进一步地，所述凝胶为明胶、琼脂或聚乙二醇。
进一步地，所述吸附分子包括链霉亲合素、蛋白A或蛋白G；所述吸附纳米颗粒包括纳米金颗粒、富勒烯纳米颗粒，直径为1-20nm；所述经修饰的微纳球为经氨基、羧基、羟基或链霉亲和素修饰的微纳球，直径2nm-30μm。
一种表面具有功能化斑点的微球的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备含有微米孔阵列的芯片，并将微米球阵列于所述芯片的微米孔中，每个孔洞只含有一个微米球；
S2、在所述微球上刻蚀一个微米孔，并将重力球压入所述微米孔中，得到内嵌有重力球的微球主体；
S3、将所述微球主体悬浮于液体中，采用沉降或过滤的方法将所述微球主体阵列在所述芯片上；
S4、在所述微球主体上方贴一层纳米薄膜，在所述微球主体顶部刻蚀一个微米或纳米大小的微纳孔；
S5、在所述纳米薄膜上铺一层含有所述可吸附生物活性颗粒的物质的所述混合凝胶，用压印法将所述混合凝胶灌满所述微纳孔；
S6、去除覆盖在芯片表面的纳米薄膜，未压入微纳孔的混合凝胶被清除，待混合凝胶凝固后，得到具有功能化斑点的微球。
进一步地，步骤S1中所述微米孔的直径为2-60μm，深度为1-30μm。
进一步地，步骤S4中所述纳米薄膜厚度为3-50nm；所述微纳孔直径为15nm-30μm，深度为15nm-30μm。
一种表面具有功能化斑点的微球的应用，所述微球用于生物活性颗粒的吸附和分离。
进一步地，所述生物活性颗粒包括病毒单颗粒、蛋白单颗粒、核酸单颗粒、单个微生物或单个细胞。
进一步地，所述生物活性颗粒的吸附和分离具体包括如下步骤：
A1、将表面具有功能化斑点的所述微球阵列在含有微米孔阵列的第一块芯片上；
A2、将含有生物活性颗粒的溶液添加到所述第一块芯片的表面，生物活性颗粒被吸附在所述微球的功能化斑点上；
A3、洗去多余的生物活性颗粒，盖上第二块芯片，利用磁性吸附的方法将吸附了生物活性颗粒的微球转移到第二块芯片上。
采用上述技术方案后，本发明与背景技术相比，具有如下优点：
1、本发明的微球底部内嵌有重力球，通过重力球调节微球主体的重心，使微球主体在溶液中处于不倒翁的状态，从而使微球主体顶部的功能化斑点能够一直保持向上，利于生物活性颗粒的吸附、检测和分离；
2、微球顶部的功能化斑点含有吸附生物活性颗粒的活性物质，因此具有良好吸附生物颗粒的能力，根据生物活性颗粒的大小，可选择与活性颗粒尺寸相近的纳米或者微米大小的功能化斑点，从而实现生物活性颗粒的单颗粒吸附和分离；如吸附病毒颗粒，可设计与病毒颗粒尺寸相近的纳米功能化斑点，单个病毒颗粒被吸附在该功能化斑点上，而微球主体表面不吸附生物颗粒，且表面经荧光或量子点修饰，内部经磁性修饰，可通过磁吸附法实现微球的分离和检测；
3、本发明的微球的制备方法具有低成本、高效快速的优点；
4、本发明的微球具有生物活性颗粒的吸附和分离功能。
附图说明
图1为本发明的微球结构和应用原理示意图；
图2为本发明的压印制备功能化斑点的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例一
如图1所示，一种表面具有功能化斑点的微球，包括微球主体1和镶嵌在所述微球主体1顶部的功能化斑点2，所述微球主体1的底部内嵌有重力球3，所述重力球3用于调整所述微球主体1的重心，使所述功能化斑点2保持向上。所述功能化斑点2用于吸附单个生物活性颗粒4。
所述微球主体1采用市售的直径为5μm的聚苯乙烯磁性微球。
所述重力球3的直径为2.5μm，比重为7.6。
所述功能化斑点2由含有链霉亲合素的混合凝胶凝固而成，具有吸附特性，直径为100nm。所述混合凝胶由浓度10％的明胶和质量浓度为0.15％链霉亲合素组成。
这里凝胶起到固定的作用，根据实际制备过程，凝胶可选择浓度为8-12％的明胶；质量浓度为0.05％-0.3％链霉亲合素。
实施例二
如图2所示，一种表面具有功能化斑点的微球的制备方法，包括如下步骤：
S1、制备含有微米孔阵列的芯片5，并将微米球阵列于所述芯片5的微米孔中，每个孔洞只含有一个微米球；本实施例的芯片采用多孔陶瓷芯片，微米孔阵列的孔洞为圆柱形孔6，圆柱形孔的直径比微米球大200nm，孔深比微米球直径小300nm，相邻两孔壁间距为5μm；
根据实际的微米球尺寸，可以选择圆柱形孔的直径比微米球大50-400nm，孔深比微米球的直径小30-750nm，相邻两孔壁间距为3-25μm，多孔陶瓷芯片的厚度为0.5-3mm，此外，芯片5还可选择厚度为2-20μm的单晶硅板芯片，微米孔阵列的孔洞还可制作成锥形孔。
S2、采用通孔掩膜光刻技术在所述30μm微米球3上刻蚀一个直径为15μm，深度为15μm的微米孔，并将重力球3压入所述微米孔中，得到内嵌有重力球3的微球主体1；
S3、将所述微球主体1悬浮于液体中，采用重力沉降的方法将所述微球主体1阵列在所述芯片5上，所述微球主体高处芯片5表面500nm；
根据实际的微米球尺寸，可控制微球主体高出芯片5表面30-750nm；此外，上述步骤还可以采用过滤的方法将所述微球主体1阵列在所述芯片5上。
S4、在所述微球主体上方贴一层纳米薄膜7，采用通孔掩膜技术在所述微球主体1顶部刻蚀一个微纳孔，所述纳米薄膜7厚度为20nm，所述微纳孔直径为15μm，深度为10μm；
根据实际需要，可选择的纳米薄膜7的厚度为5-50nm；
S5、在所述纳米薄膜7上铺一层含有链霉亲合素的混合凝胶溶液8，用压印法将所述混合凝胶溶液8灌满微纳孔；本实施例的凝胶采用市售的浓度为10％的明胶，吸附物质为直径为10nm市售的表面氨基化二氧化硅纳米球，此外，凝胶还可以选择琼脂、聚乙二醇等高分子材料。
S6、去除覆盖在芯片5表面的纳米薄膜7，未压入微纳孔的混合凝胶溶液被清除，待混合凝胶凝固后，得到具有功能化斑点的微球。
实施例三
一种表面具有功能化斑点的微球的应用，本实施例采用实施例一的微球进行病毒单颗粒的吸附和分离，具体包括如下步骤：
A1、将表面具有功能化斑点的所述微球阵列在含有微米孔阵列的第一块芯片上；
A2、将含病毒颗粒的溶液添加到所述第一块芯片的表面，病毒颗粒被吸附在所述微球的功能化斑点上；
A3、洗去多余的病毒颗粒，盖上第二块芯片，利用磁性吸附的方法将吸附了病毒颗粒的微球转移到第二块芯片上。
本实施例根据需要吸附和分离的病毒单颗粒的尺寸，设计了具有相应尺寸的功能化斑点的微球，使得每个功能化斑点仅能吸附单个病毒颗粒，从而实现病毒单颗粒的分离。此外，还可以根据需要吸附和分离的细菌、细胞的尺寸设计相对应的功能化斑点，以实现不同尺寸的生物活性颗粒的单颗粒分离。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：包括微球主体和镶嵌在所述微球主体顶部的功能化斑点，所述微球主体的底部内嵌有重力球，所述重力球用于调整所述微球主体的重心，使所述功能化斑点保持向上。
2.如权利要求1所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述微球主体的直径为2-60μm，表面不具有吸附特性，表面经荧光或量子点修饰，内部经磁性修饰。
3.如权利要求2所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述微球主体采用聚苯乙烯磁性微球或二氧化硅磁性微球。
4.如权利要求2所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述重力球的直径为所述微球主体的30％-50％，比重为2-10。
5.如权利要求1所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述功能化斑点具有吸附特性，直径为15nm-30μm。
6.如权利要求5所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述功能化斑点含有可吸附生物活性颗粒的物质，所述可吸附生物活性颗粒的物质包括吸附分子、吸附纳米颗粒或经修饰的微纳球。
7.如权利要求1所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述功能化斑点通过凝胶固定镶嵌在所述微球主体的顶部。
8.如权利要求7所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述凝胶为明胶、琼脂或聚乙二醇。
9.如权利要求6所述的一种表面具有功能化斑点的微球，其特征在于：所述吸附分子包括链霉亲合素、蛋白A或蛋白G；所述吸附纳米颗粒包括纳米金颗粒、富勒烯纳米颗粒，直径为1-20nm；所述经修饰的微纳球为经氨基、羧基、羟基或链霉亲和素修饰的微纳球，直径2nm-30μm。
10.如权利要求1所述的一种表面具有功能化斑点的微球的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、制备含有微米孔阵列的芯片，并将微米球阵列于所述芯片的微米孔中，每个孔洞只含有一个微米球；
S2、在所述微球上刻蚀一个微米孔，并将重力球压入所述微米孔中，得到内嵌有重力球的微球主体；
S3、将所述微球主体悬浮于液体中，采用沉降或过滤的方法将所述微球主体阵列在所述芯片上；
S4、在所述微球主体上方贴一层纳米薄膜，在所述微球主体顶部刻蚀一个微米或纳米大小的微纳孔；
S5、在所述纳米薄膜上铺一层含有所述可吸附生物活性颗粒的物质的混合凝胶，用压印法将所述混合凝胶灌满所述微纳孔；
S6、去除覆盖在芯片表面的纳米薄膜，未压入微纳孔的混合凝胶被清除，待混合凝胶凝固后，得到具有功能化斑点的微球。
11.如权利要求10所述的一种表面具有功能化斑点的微球的制备方法，其特征在于：步骤S1中所述微米孔的直径为2-60μm，深度为1-30μm。
12.如权利要求11所述的一种表面具有功能化斑点的微球的制备方法，其特征在于：步骤S4中所述纳米薄膜厚度为3-50nm；所述微纳孔直径为15nm-30μm，深度为15nm-30μm。
13.如权利要求1所述的一种表面具有功能化斑点的微球的应用，其特征在于：所述微球用于生物活性颗粒的吸附和分离。
14.如权利要求13所述的一种表面具有功能化斑点的微球的应用，其特征在于：所述生物活性颗粒包括病毒单颗粒、蛋白单颗粒、核酸单颗粒、单个微生物或单个细胞。
15.如权利要求14所述的一种表面具有功能化斑点的微球的应用，其特征在于：所述生物活性颗粒的吸附和分离具体包括如下步骤：
A1、将表面具有功能化斑点的所述微球阵列在含有微米孔阵列的第一块芯片上；
A2、将含有生物活性颗粒的溶液添加到所述第一块芯片的表面，生物活性颗粒被吸附在所述微球的功能化斑点上；
A3、洗去多余的生物活性颗粒，盖上第二块芯片，利用磁性吸附的方法将吸附了生物活性颗粒的微球转移到第二块芯片上。
CN202110528778.XA 2021-05-14 2021-05-14 一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用 Active CN113265379B (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110528778.XA CN113265379B (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用
PCT/CN2021/095043 WO2022236863A1 (zh) 2021-05-14 2021-05-21 一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110528778.XA CN113265379B (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113265379A true CN113265379A (zh) 2021-08-17
CN113265379B CN113265379B (zh) 2022-04-29

Family

ID=77230986

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110528778.XA Active CN113265379B (zh) 2021-05-14 2021-05-14 一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN113265379B (zh)
WO (1) WO2022236863A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114307885A (zh) * 2022-01-20 2022-04-12 厦门大学 一种局部功能化修饰微球的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945525A (en) * 1995-07-07 1999-08-31 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Method for isolating nucleic acids using silica-coated magnetic particles
US20070117089A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Croker Kevin M Sol-gel coated glass microspheres for use in bioassay
WO2007140497A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Universität Linz Virus-nanoarray
CN111393574A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 中国科学院过程工程研究所 一种表面带有功能基团的磁性微球及其制备方法和用途
CN112111042A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 康码（上海）生物科技有限公司 一种生物磁性微球及其制备方法和使用方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5945525A (en) * 1995-07-07 1999-08-31 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha Method for isolating nucleic acids using silica-coated magnetic particles
US20070117089A1 (en) * 2005-11-21 2007-05-24 Croker Kevin M Sol-gel coated glass microspheres for use in bioassay
WO2007140497A1 (en) * 2006-06-02 2007-12-13 Universität Linz Virus-nanoarray
CN112111042A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 康码（上海）生物科技有限公司 一种生物磁性微球及其制备方法和使用方法
CN111393574A (zh) * 2020-03-31 2020-07-10 中国科学院过程工程研究所 一种表面带有功能基团的磁性微球及其制备方法和用途

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114307885A (zh) * 2022-01-20 2022-04-12 厦门大学 一种局部功能化修饰微球的制备方法
CN114307885B (zh) * 2022-01-20 2022-09-16 厦门大学 一种局部功能化修饰微球的制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113265379B (zh) 2022-04-29
WO2022236863A1 (zh) 2022-11-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chen et al. Review on strategies and technologies for exosome isolation and purification
Yeo et al. Microfluidic devices for bioapplications
US7214427B2 (en) Composite beads comprising magnetizable substance and electro-conductive substance
CN105170209B (zh) 一种表面图案化修饰的基片及其制备方法
Huang et al. Transport, location, and quantal release monitoring of single cells on a microfluidic device
CN101256864B (zh) 一种超顺磁性介孔二氧化硅复合球及其制备方法
Kehr et al. Self‐assembled monolayers and nanocomposite hydrogels of functional nanomaterials for tissue engineering applications
US20090156426A1 (en) Functionalized porous supports for microarrays
CN113265379B (zh) 一种表面具有功能化斑点的微球及其制备方法和应用
CN102630240A (zh) 三维多孔结构
US20110151543A1 (en) Cell separation method using hydrophobic solid supports
CN102292384A (zh) 3d细胞培养制品及方法
CN112973650B (zh) 一种纳微复合球及其制备方法和应用
WO2014183451A1 (zh) 一种纳米粒子精确有序组装的方法
CN107694347B (zh) 一种微孔阵列滤膜及其制备方法和应用
Moon et al. Evaporation-driven water-in-water droplet formation
WO2010032595A1 (ja) 任意の分布形状と分布密度を有する分子または粒子の集団を同時に多種大量生成する方法とその方法に使用するマスク材
CN114307885B (zh) 一种局部功能化修饰微球的制备方法
Honda et al. Development of enzymatic reactions in miniaturized reactors
AU2013243322A1 (en) Method and device for the homogeneous distribution of suspended cell components
Solanki et al. Biological applications of microfluidics system
JP2004251801A (ja) 微小物体の光固定化方法、微小物体の光固定化担体及び光固定化材料
CN115287189B (zh) 一种用于细胞球快速制备的微流控芯片及细胞球制备方法
RU2804754C2 (ru) Иммобилизация в проточных кюветах
Tanaka et al. Fabrication of DEP device for cell positioning and its cell viability test

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant