[發明專利]空間上異質官能化的多孔基質和用于選擇性去除污染物的方法

在審

• 申請號: 201080016337.1
• 申請日: 2010-02-11
• 公開（公告）號: CN102388138A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: L·羅思伯格;B·斯維特卡
• 申請（專利權）人: 羅徹斯特大學
• 主分類號: C12N15/10
• 分類號: C12N15/10
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 楊帆

1.一種從在含水溶液中包含雙鏈核酸、單鏈核酸和/或游離核苷酸的混合物中分離雙鏈核酸的方法，包括步驟：

a)將所述混合物與空間上異質官能化的納米多孔材料接觸，

其中所述空間上異質官能化的納米多孔材料的表面包括孔表面和非孔表面，且其中所述孔表面具有一種官能性的表面基團，所述非孔表面具有不同官能性的表面基團；

b)在使所述單鏈核酸和/或游離核苷酸選擇性吸附于所述孔表面的條件下，孵育a)的含水溶液和納米多孔材料；和

c)從所述含水溶液中分離所述納米多孔材料，從而將所述雙鏈核酸與單鏈核酸和/或游離核苷酸分離開。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述納米多孔材料是多孔二氧化硅、多孔氧化鋁、多孔二氧化鈦或沸石。

3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔表面用帶正電的化合物和/或疏水化合物官能化以提供一種官能性的表面基團，所述帶正電的化合物選自胺、亞胺、含金屬離子的化合物及其組合，而所述非孔表面用帶負電的化合物和/或疏水和/或抗吸附的化合物官能化以提供不同官能性的表面基團，所述帶負電的化合物選自陰離子化合物、聚陰離子化合物、聚電解質及其組合。

4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，所述孔表面用帶正電的化合物官能化，所述帶正電的化合物選自氨丙基三甲氧基硅氧烷、聚乙烯亞胺和二甲氧基甲基甲硅烷基丙基改性的聚(乙烯亞胺)，而其中所述非孔表面用選自聚(丙烯酸鈉鹽)、聚苯乙烯磺酸酯的帶負電的化合物和/或選自聚乙二醇和聚(四氟乙烯)的抗吸附化合物官能化。

5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔表面或非孔表面用疏水化合物官能化，所述疏水化合物選自十八烷基三氯硅烷、聚(四氟乙烯)、正丁基三甲氧基硅烷、環辛基三氯硅烷、苯氧丙基三氯硅烷、九氟己基三甲氧基硅烷，及其組合。

6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述空間上異質官能化的納米多孔材料包括至少兩種獨立的空間上異質官能化的納米多孔材料，其中所述至少兩種獨立的空間上異質官能化的納米多孔材料具有不同的孔表面官能性和/或不同的非孔官能性。

7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述含水溶液與所述納米多孔材料孵育5至60秒。

8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，通過離心、磁性、過濾從所述含水溶液中分離所述納米多孔材料。

9.如權利要求1所述的方法，其特征在于，分離所述雙鏈核酸使得所述含水溶液包含少于10％的單鏈核酸和/或游離核苷酸。

10.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述雙鏈核酸是DNA。

11.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合物還包含酶，其中所述空間上異質官能化的納米多孔材料的非孔表面具有官能性的表面基團，使得所述非孔表面吸附所述酶，且當所述納米多孔材料與所述含水溶液分離時，所述雙鏈核酸與所述酶分離。

12.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述混合物還包含酶，其中在下述條件下孵育a)的含水溶液和納米多孔材料以及用賦予所述非孔表面疏水性的表面基團官能化的納米多孔材料，所述條件使得所述單鏈核酸和/或游離核苷酸選擇性的吸附在所述孔表面，所述酶吸附在疏水官能化的納米多孔材料的疏水表面，且當所述納米多孔材料和所述疏水官能化的納米多孔材料與所述含水溶液分離時，使得所述雙鏈核酸與所述酶分離。

13.一種包含異質官能化的納米多孔材料的組合物，其中所述異質官能化的納米多孔材料的表面包括孔表面和非孔表面，其中所述孔表面具有一種官能性的表面基團，而所述非孔表面具有不同官能性的表面基團，其中所述納米多孔材料具有直徑為2至300nm的孔。

14.如權利要求13所述的組合物，其特征在于，所述納米多孔材料是多孔二氧化硅、多孔氧化鋁或沸石。

15.如權利要求13所述的組合物，其特征在于，所述孔表面用帶正電的化合物和/或疏水化合物官能化以提供一種官能性的表面基團，所述帶正電的化合物選自胺、亞胺、含金屬離子的化合物及其組合，而所述非孔表面用帶負電的化合物和/或疏水化合物和/或抗吸附的化合物官能化以提供不同官能性的表面基團，所述帶負電的化合物選自陰離子化合物、聚陰離子化合物、聚電解質及其組合。