一种局部功能化修饰微球的制备方法与流程

1.本发明涉及生物材料技术领域，特别涉及一种局部功能化修饰微球的制备方法。


背景技术：

2.当前的生物学领域研究往往聚焦于生物颗粒，例如细胞、细菌和病毒的生理生化以及基因组研究，然而现有的研究方法通常只能获得生物颗粒的平均性质。现有的科学研究表明，细胞、细菌、病毒的生物单颗粒之间是存在差异的，研究这些生物单颗粒之间的差异性是至关重要的。但由于病毒个体的尺寸绝大多数在15-200nm，非常微小，通常只能利用电子显微镜或者激光共聚焦荧光显微镜才能观察，很难对病毒单颗粒进行分离纯化来研究其突变途径，从而找到有效的治疗药物和方法；细菌和细胞的尺寸虽然比病毒大一些，通常为0.2-8μm和5-30μm，但现有的技术往往是通过培养皿的单菌落技术或者是光学显微镜下的微操纵等方法来获得单细菌、单细胞，存在分离效率低、无法对微小的生物单颗粒进行分离的缺点。因此，需要寻找新的可用于生物单颗粒分离的材料和方法，以用于生物单颗粒的分离、纯化及检测等。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本发明提供了一种局部功能化修饰微球的制备方法。
4.本发明采用以下技术方案：
5.一种局部功能化修饰微球的制备方法，包括如下步骤：
6.s1、制备若干含有微孔阵列的芯片；
7.s2、将表面全局功能化修饰的微球主体阵列于第一块芯片的微孔中，一个孔洞只含有一个微球主体；
8.s3、对于裸露在所述微孔外的微球主体表面镀上一层比重大于所述微球主体的镀层，使所述微球主体形成不倒翁结构，且被镀层覆盖的区域失去功能化；
9.s4、将所述微球主体从第一块芯片中取出，使所述微球主体翻转后重新阵列到第二块芯片中；
10.s5、在所述微球主体的顶部盖上第三块芯片以覆盖所述微球主体顶部表面的部分区域，通过失活液体使剩余的表面裸露区域失去功能化，移走第三块芯片，得到表面局部功能化修饰的微球。
11.进一步地，所述微球主体为具有超顺磁性的磁球，所述微球主体的直径为0.5-60μm。
12.进一步地，步骤s1中所述的微孔的直径为0.5-61μm，深度为0.125-45μm，相邻两孔孔壁间距为0.5-25μm。
13.进一步地，所述微孔直径比所述微球主体直径大0-500nm，所述微孔孔深为所述微球主体直径的1/4-3/4。
14.进一步地，步骤s1中所述表面全局功能化修饰为对所述微球主体的全部表面进行
功能化修饰，所述功能化修饰为氨基化、羧基化、羟基化、链霉亲和素化、量子点修饰、抗体修饰或蛋白修饰中的任意一种。
15.进一步地，步骤s3中采用离子溅射或化学气相沉积的方法进行镀层。
16.进一步地，步骤s3中所述的裸露在所述微孔外的微球主体表面的面积为所述微球主体的1/4-3/4。
17.进一步地，步骤s3中的所述镀层为金属镀层、金属氧化物镀层或无机物镀层中的任意一种，所述镀层的厚度为5-100nm。
18.进一步地，步骤s5中的所述失活液体包括生物素溶液、牛血清蛋白溶液或三乙醇胺溶液。
19.进一步地，步骤s5中所述第三块芯片所覆盖的微球主体顶部表面的部分区域的直径为15nm-45μm。
20.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：
21.1、本发明的方法通过对表面全局功能化修饰的微球主体逐步进行区域镀层、翻转、区域去功能化，仅保留微球主体顶部表面的部分区域有功能化修饰，且由于镀层的比重大于微球主体本身，使得微球主体最终的功能化修饰区域始终保持朝上，从而制得具备局部功能化修饰、定向的微球，该微球具有捕获生物颗粒的活性，且微球的尺寸与生物单颗粒尺寸相近，可实现生物单颗粒的捕获和分离；
22.2、本发明的方法具有成本低、操作简便的优点。
附图说明
23.图1为本发明的方法流程示意图。
具体实施方式
24.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。
25.实施例
26.如图1所示，一种局部功能化修饰微球的制备方法，包括如下步骤：
27.s1、制备若干含有微孔阵列的芯片；本实施例的芯片采用单晶硅芯片，其微孔的直径为30μm，深度为15μm，相邻两孔的孔壁间距为1μm；
28.s2、如图1(a)所示，将表面全局功能化修饰的微球主体阵列于第一块芯片的微孔中，一个孔洞只含有一个微球主体；所述表面全局功能化修饰为对所述微球主体的全部表面进行功能化修饰，所述功能化修饰为链霉亲和素化，微球主体的直径30μm；
29.s3、如图1(b)所示，对于裸露在所述微孔外的微球主体表面镀上一层比重大于所述微球主体的20nm的铂金属镀层，使所述微球主体形成不倒翁结构，且被镀层覆盖的区域失去功能化；所述的裸露在所述微孔外的微球主体表面的面积为所述微球主体的1/2；
30.s4、如图1(c)所示，将所述微球主体从第一块芯片中取出，使所述微球主体翻转后重新阵列到第二块芯片中；
31.s5、如图1(c)所示，在所述微球主体的顶部盖上第三块芯片以覆盖所述微球主体
顶部表面的部分区域，通过失活液体使剩余的表面裸露区域失去功能化，移走第三块芯片，得到如图1(d)所示的表面局部功能化修饰的微球。所述失活液体为生物素溶液。所述第三块芯片所覆盖的微球主体顶部表面的部分区域的直径为500nm。
32.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。


技术特征：
1.一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：s1、制备若干含有微孔阵列的芯片；s2、将表面全局功能化修饰的微球主体阵列于第一块芯片的微孔中，一个孔洞只含有一个微球主体；s3、对于裸露在所述微孔外的微球主体表面镀上一层比重大于所述微球主体的镀层，使所述微球主体形成不倒翁结构，且被镀层覆盖的区域失去功能化；s4、将所述微球主体从第一块芯片中取出，使所述微球主体翻转后重新阵列到第二块芯片中；s5、在所述微球主体的顶部盖上第三块芯片以覆盖所述微球主体顶部表面的部分区域，通过失活液体使剩余的表面裸露区域失去功能化，移走第三块芯片，得到表面局部功能化修饰的微球。2.如权利要求1所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：所述微球主体为具有超顺磁性的磁球，所述微球主体的直径为0.5-60μm。3.如权利要求2所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述的微孔的直径为0.5-61μm，深度为0.125-45μm，相邻两孔孔壁间距为0.5-25μm。4.如权利要求3所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：所述微孔直径比所述微球主体直径大0-500nm，所述微孔孔深为所述微球主体直径的1/4-3/4。5.如权利要求4所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：步骤s1中所述表面全局功能化修饰为对所述微球主体的全部表面进行功能化修饰，所述功能化修饰为氨基化、羧基化、羟基化、链霉亲和素化、量子点修饰、抗体修饰或蛋白修饰中的任意一种。6.如权利要求1所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：步骤s3中采用离子溅射或化学气相沉积的方法进行镀层。7.如权利要求1所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：步骤s3中所述的裸露在所述微孔外的微球主体表面的面积为所述微球主体的1/4-3/4。8.如权利要求7所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：步骤s3中的所述镀层为金属镀层、金属氧化物镀层或无机物镀层中的任意一种，所述镀层的厚度为5-100nm。9.如权利要求1所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：步骤s5中的所述失活液体包括生物素溶液、牛血清蛋白溶液或三乙醇胺溶液。10.如权利要求9所述的一种局部功能化修饰微球的制备方法，其特征在于：步骤s5中所述第三块芯片所覆盖的微球主体顶部表面的部分区域的直径为15nm-45μm。

技术总结
本发明公开了一种局部功能化修饰微球的制备方法，包括如下步骤：S1、制备若干含有微孔阵列的芯片；S2、将表面全局功能化修饰的微球主体阵列于第一块芯片中；S3、对于裸露在微孔外的微球主体表面镀层以形成不倒翁结构；S4、微球主体翻转后重新阵列到第二块芯片中；S5、用第三块芯片覆盖在微球主体顶部表面，使剩余的表面裸露区域失去功能化。本发明的方法具有成本低、操作简便的优点，其制得的微球可实现生物单颗粒的捕获和分离。生物单颗粒的捕获和分离。生物单颗粒的捕获和分离。


技术研发人员：徐方成 蔡佳达 谭鹏飞
受保护的技术使用者：厦门依加成科技有限公司
技术研发日：2022.01.20
技术公布日：2022/4/12