[發(fā)明專利]一種可用于高通量數(shù)字微滴PCR的氟碳表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711015652.2
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN107754723B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 水玲玲;謝淑婷;金名亮
• 申請（專利權(quán)）人: 肇慶市華師大光電產(chǎn)業(yè)研究院
• 主分類號: B01F17/44
• 分類號: B01F17/44;C12Q1/6851;C08G65/22;C08G65/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 任重

本發(fā)明涉及一種可用于高通量數(shù)字微滴PCR的氟碳表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用。所述表面活性劑通過式（Ⅰ）所示陽離子部分和式（Ⅱ）所示陰離子部分在水油兩相界面靜電相互作用結(jié)合得到：其中，x為2~15，y為15~45，z為2~15，n為20~80，所述陽離子部分和陰離子部分的質(zhì)量比為1:1~16。本發(fā)明提供的可用于高通量數(shù)字微滴PCR的氟碳表面活性劑通過式（I）和式（II）所示的陽離子部分和陰離子部分在水油兩相界面靜電相互作用結(jié)合得到，純度高，且具有良好的生物兼容性和穩(wěn)定性，可降低水油兩相之間的界面張力，阻止液滴之間的融合，得到穩(wěn)定的液滴。另外，本發(fā)明提供的該表面活性劑的制備方法可得到高純度的氟碳表面活性劑，制備過程簡單。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于表面活性劑領(lǐng)域，具體涉及一種可用于高通量數(shù)字微滴PCR的氟碳表面活性劑及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

在生物分析和應(yīng)用中，所用的油性液體必須要同時滿足幾個基本的條件：生物無毒性、透氣性好、疏水、疏脂。常用的此類液體一般是含有碳氟鏈的溶劑，碳氟溶劑本身的界面張力較水低很多。這給表面活性劑提出了更加嚴(yán)苛的要求。首先，表面活性劑必須能夠穩(wěn)定液滴；其次，表面活性劑必須是生物惰性，即表面活性劑能在水滴的內(nèi)表面形成一個生物惰性的內(nèi)表面，不會對水相中的生物成分造成傷害；最后，表面活性劑還必須是非離子型表面活性劑，否則會與DNA/RNA、蛋白或其他生物分子中的相反電荷發(fā)生靜電作用。

氟碳表面活性劑是特種表面活性劑中非常重要的品種之一，在許多特殊的領(lǐng)域（比如，消防、皮革、電氣工業(yè)），其中有很多碳?xì)浔砻婊钚詣┎豢商娲闹匾猛荆ū热纾耗透邷?00 °C以上、抗靜電作用等）。氟碳表面活性劑的獨(dú)特性能常被概括為“三高”“兩憎”，即高表面活性、高穩(wěn)定性和高化學(xué)穩(wěn)定性；含氟烴基既憎水又憎油。氟碳表面活性劑有很高的耐熱性和很好的化學(xué)穩(wěn)定性，它可以抵制強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的作用，而且在這些溶液中仍然能夠保持良好的表面活性，因此可以用于一些極端條件下的溶液中。氟表面活性劑達(dá)到與碳?xì)浔砻婊钚詣┩槐砻鎻埩Φ臐舛葍H是碳?xì)浔砻婊钚詣┑?.01~0.1。氟碳表面活性劑現(xiàn)已在化工、機(jī)械、紡織、造紙、涂料、玻璃、陶瓷、家庭用品等許多行業(yè)廣泛應(yīng)用。

聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（Polymer Chain Reaction，PCR）是一種體外簡化條件下模擬DNA體內(nèi)復(fù)制的分子快速擴(kuò)增的方法。微滴式PCR技術(shù)利用油包水結(jié)構(gòu)作為PCR 反應(yīng)的微反應(yīng)器，進(jìn)行PCR 擴(kuò)增。微滴式PCR 最大的特點(diǎn)是可以形成數(shù)目龐大的獨(dú)立反應(yīng)空間以進(jìn)行PCR擴(kuò)增，每個液滴都作為其自身PCR 的“微反應(yīng)器”，彼此之間不產(chǎn)生交叉污染。其關(guān)鍵技術(shù)是在PCR 反應(yīng)前，將包括PCR 所有的反應(yīng)成分的水溶液注入到高速旋轉(zhuǎn)的油相表面，形成無數(shù)穩(wěn)定的小水滴。表面活性劑對小水滴的穩(wěn)定性起著決定性的作用。

目前，用于穩(wěn)定微滴式PCR中的微液滴的氟碳表面活性劑主要是采用化學(xué)合成的方式來獲得，主要類型包括全氟聚醚或聚醚嵌段非離子表面活性劑等。比如商業(yè)采購到的EA表面活性劑（Raindance，美國）， Pico-Surf?（Dolomite，英國）等，這些表面活性劑都可以用來產(chǎn)生具有很好的生物兼容性的液滴，并且這些液滴在PCR升溫到95 °C時仍然具有良好的穩(wěn)定性。但是，這些表面活性劑的商業(yè)化產(chǎn)品并不是純的單一物質(zhì)，而是以特定的濃度溶解在了碳氟油中，無法滿足特殊條件下對純物質(zhì)和表面活性劑的濃度要求，尤其是PCR反應(yīng)須避免雜質(zhì)對反應(yīng)的干擾。而純的氟表面活性劑的合成過程比較繁瑣，需要多步反應(yīng)及嚴(yán)格的產(chǎn)物提純階段，嚴(yán)重阻礙了這類表面活性劑的廣泛應(yīng)用以及工業(yè)化。

因此，開發(fā)一種具有高純度、良好的生物兼容性和穩(wěn)定性的碳氟表面活性劑具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中碳氟表面活性劑純度低的缺陷，提供一種可用于高通量數(shù)字微滴PCR的氟碳表面活性劑。本發(fā)明提供的氟碳表面活性劑純度高，且具有良好的生物兼容性和穩(wěn)定性，可降低水油兩相之間的界面張力，阻止液滴之間的融合，得到穩(wěn)定的液滴。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：