一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置及其使用方法
【专利摘要】本发明涉及一种简易磁性富集材料收集、洗脱装置及使用方法，采用磁性材料、核-壳结构磁性材料为基质，通过表面改性修饰制备成磁性富集吸附材料，用于选择性分离、富集溶液中有机物或生物大分子。结合该简易收集装置，实现溶液中磁性富集吸附材料的高效分离；使用与之配套的洗脱装置，实现吸附物的高效洗脱。本发明的优点：收集装置使用方便，结构简单，易于配置和操作，磁性纳米富集材料回收率高；洗脱装置结构简单，使用简便，目标物的富集回收率高。
【专利说明】一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置及其使用方法
【【技术领域】】
[0001]本发明涉及纳米材料收集、洗脱装置【技术领域】，具体的说，是一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置及其使用方法。
【【背景技术】】
[0002]近年来，由于具有独特的物理化学性质，磁性纳米颗粒作为一种优良的吸附分离材料被越来越多地应用于生物样品预处理、环境样品分析、食品安全检测等领域，并取得很多成就。
[0003]1、生物样品预处理方面中的应用
[0004]磁性纳米材料在生物样品预处理中的应用主要包括蛋白质分离纯化、多肽分离、细胞分离和核酸分离等。磁性纳米材料用于蛋白质和多肽的分离纯化主要有静电吸附和特异性吸附。Wang等采用多层自主装技术在磁性纳米颗粒表面包覆多层多聚物，降低了材料对蛋白质的非特异性吸附，选择性吸附纤维蛋白原。Zhang等制备了键合苯硼酸的磁性聚合物纳米颗粒，利用苯硼酸和糖链间特异性作用，在中性条件下选择性分离生物样品中的糖基化蛋白质。在富集多肽方面，Yeh等以4-乙烯基吡啶乙烷磺酸为单体，通过静电吸附和酸催化制备两性电解质聚合物包覆的磁性纳米颗粒，利用亲水相互作用力富集生物样品中的糖基化肽段，实现了糖基化肽段的高特异性和高回收率富集。磁性纳米颗粒在细胞分离和核苷酸提取中扮演着重要的角色。Wang将CdSe/ZnS包覆在Y-Fe2O3表面，再固定Anticycline E抗体,用于从血楽；中分离乳腺癌细胞。Lee等利用嫁接脱氧胸苷酸的磁性纳米微球在Imin内从人血清中提取了 RNA。
[0005]2、环境样品分离富集中的应用
[0006]目前已经有很多报道将磁性纳米材料用于分析环境河水、地表水、湖泊水、海水、生活污水等水体中的重金属离子、有毒有机物、农药残留和放射性污染物等。Liu等成功将壳聚糖包覆的磁性纳米颗粒用于吸附水体中Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金属离子，该方法对这三种重金属离子的去除效率和富集回收率均高于95%。Anna等成功地将烷基包覆的磁性纳米材料用于快速分离分析环境水体中的18种芳香烃类有机物，并取得了良好的效果，为后续磁性纳米材料用于检测水中有机物提供借鉴。Zhao等使用吡咯包覆的磁性纳米材料实现了快速分离和检测环境水等样品中有机磷、有机氯和拟除虫菊酯等农残。Watson等用磁性纳米颗粒去除238Pu,在相同时间内，磁分离方法去除238Pu含量略为传统过柱方法去除238Pu含量的两倍，可见磁分离的高效性。
[0007]3、食品样品分离富集的应用
[0008]磁性纳米纳米颗粒还可用于分离和富集食品中的致病微生物、农药兽药残留等。Sarimehmetoglu等联合磁性纳米颗粒分离和PCR检测技术,检测牛肉样品中的大肠杆菌0157，共发现19个样品中含有大肠杆菌0157。Zhi等用表面功能化磁性纳米颗粒分离食源性致病菌，结合免疫量子点荧光标记进行检测。该方法能在2h内完成病菌检测，方法特异性好，检测灵敏度高。Wu等用磁性纳米颗粒富集，结合电感耦合等离子体发射光谱法测定蔬菜中痕量有机磷，该方法对有机磷的富集倍数可达20-100倍，检测限低于常规气相色谱法。
[0009]基于磁性纳米材料的技术和方法，在使用过程中必然采用磁分离，当前磁性纳米材料收集方法存在一些问题:
[0010]I)分离过程中，磁性弱，外加磁场强度弱，磁分离时间长，分离不完全。
[0011]2)外加磁场只能放置于样品管或烧杯外壁，不能深入溶液内部，分离效率较差，特别是在处理大体积溶液样品时，分离效果受到严重影响。
[0012]3)电磁铁虽然可以增加外加磁场强度，但是装配复杂，笨重，不利于操作和推广。
[0013]因此，本领域迫切需要一种结构简单、操作简便的磁性纳米材料收集装置，洗脱装置。为此，本发明特别设计了一种简易磁性纳米富集材料收集，洗脱装置及介绍其使用方法。
【
【发明内容】
】
[0014]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置及其使用方法。本发明可用于快速、高效分离大体积溶液(100mL-2L)中均匀分散磁性纳米颗粒，可根据待分离溶液的体积，选择合适的磁性纳米材料收集装置和洗脱装置。本发明采用的是高磁性的永久磁铁，用固定胶套包裹住磁铁后固定在磁性纳米材料收集装置中，该收集装置可置于溶液内，使磁性纳米材料快速吸附在收集装置外壁，完成磁性纳米颗粒与溶液的分离。随后取出磁铁，收集装置置于洗脱装置中，将收集装置外壁附着的磁性纳米颗粒冲洗入洗脱装置中，完成磁性纳米颗粒的回收。
[0015]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0016]一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置，其特征在于，其包括手柄，磁铁套，永久磁铁，固定磁铁用的固定胶套和洗脱容器；磁铁套为一个底部密封的空心立方体，手柄为一个中空圆筒；磁铁套与手柄密封连接，永久磁铁为长方体，用固定胶套套住后，由手柄顶部被塞入磁铁套的底部，完成收集装置的组装。
[0017]洗脱容器为上面开口的空心长形圆柱体，与磁铁套部分相匹配。洗脱装置圆底直径 12_26mm,高度 55_105mm。
[0018]所述的收集装置高度50-100mm，头部圆形直径10_26mm，底部长度10_22mm，宽度5_12mm0
[0019]具体步骤为:采用高磁永久磁铁，用固定胶套包裹住磁铁后被置于磁铁套中；进一步将磁铁套部分放入含有磁性纳米收集材料的溶液内，使磁性纳米材料快速吸附在磁铁套的外壁，完成磁性纳米颗粒与溶液的分离；随后取出磁铁，将收集装置(磁铁套部分)置于洗脱装置中，将收集装置外壁附着的磁性纳米颗粒冲洗入洗脱装置中，完成磁性纳米颗粒的回收。
[0020]与现有技术相比，本发明的积极效果是:
[0021](I)所说的磁性纳米富集材料收集装置和洗脱装置结构简单，轻巧便携；
[0022](2)该收集装置操作简便，可在15min内完成磁性纳米材料的收集；
[0023](3)该洗脱装置操作简便，磁性纳米富集材料的回收效率高。【【专利附图】
【附图说明】】
[0024]图1:本发明简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置的结构视图；
[0025]图1a为与手柄相连的磁铁套；
[0026]图1b为永久磁铁；
[0027]图1 c为固定磁铁用胶套；
[0028]图1d为收集装置；
[0029]图2:本发明收集部分安装后的结构视图
[0030]图3:本发明洗脱部分的组合视图
【【具体实施方式】】
[0031]以下提供本发明一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置及其使用方法的【具体实施方式】。
[0032]实施例1
[0033]本发明简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置的一种结构。
[0034]本发明简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置的结构参见图1。包括两部分，收集部分包括带手柄I的磁铁套2、用于固定永久磁铁3的固定胶套4，洗脱部分为与收集部分匹配的样品洗脱容器5。
[0035]手柄I为一个上下面相通的长形圆筒，下部分连接一个底部密封的空心立方体磁铁套2，永久磁铁3用固定胶套4套住，塞入磁铁套2的底部，洗脱容器5为上表面开口的空心长形圆柱体，与磁铁套2下部分相匹配，尺寸略大。
[0036]手柄部分1、磁铁套2和洗脱容器5皆为石英玻璃材质。永久磁铁3为市售长条形汝铁硼稀土永磁铁。磁铁固定胶套4可以为市售胶套，也可以是有一定弹性的软线。
[0037]手柄部分I尺寸为高108mm，内径26mm ;磁铁套2的立方形部分尺寸为长22mm，宽12mm,高75_ ;永久磁铁3尺寸为高48mm,长19mm,宽8_ ;洗脱容器5尺寸为高70mm,内径26mm。所有石英玻璃材质壁厚为lmm-1.5mm。
[0038]实施例2
[0039]本发明简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置的使用方法
[0040]称取一定量磁性纳米富集材料置于大体积水溶液中，超声分散均匀；永久磁铁4通过固定胶套3固定在磁铁套2内，完成收集部分的安装如图2 ;手持收集部分，使磁铁套2中的磁铁部分置于样品溶液中，收集分散的磁性纳米富集材料(如图3)，这样可以加快磁性纳米材料的分离；取出收集部分，并将磁铁套2下半部分置于装有洗脱溶液的洗脱容器5中，震荡依托，完成样品的收集；拉动固定胶套3取出磁铁，回收富集材料。
[0041]实施例3
[0042]在本实施例3中，称取55mg核壳型磁性纳米富集材料Fe3O4OS12-C18分散于500mL纯水中，超声均匀。手持收集部分，将磁铁套2中的磁铁部分置于样品溶液中，收集磁性纳米富集材料。约15min后，取出磁铁套2。将磁铁套2的吸附有磁性纳米富集材料的部分置于洗脱容器5中，用5mL甲醇洗脱两次，收集核壳型磁性纳米富集材料Fe3O4OS12-C1815将收集到的磁性纳米富集材料烘干，称重，计算磁性纳米富集材料的回收率，回收率为97.5%。
[0043]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。
【权利要求】
1.一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置，其特征在于，其包括手柄，磁铁套，永久磁铁，固定磁铁用的固定胶套和洗脱容器；磁铁套为一个底部密封的空心立方体，手柄为一个中空圆筒；磁铁套与手柄密封连接，永久磁铁为长方体，用固定胶套套住后，由手柄顶部被塞入磁铁套的底部，完成收集装置的组装。
2.如权利要求1所述的一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置，其特征在于，洗脱容器为上面开口的空心长形圆柱体，与磁铁套部分相匹配。
3.如权利要求1所述的一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置，其特征在于，所述的收集装置高度50-100mm，头部圆形直径10_26mm，底部长度10_22mm，宽度5_12mm。
4.如权利要求1所述的一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置，其特征在于，所述的洗脱装置圆底直径12-26mm，高度55_105mm。
5.一种简易磁性纳米富集材料收集、洗脱装置的使用方法，其具体步骤为:采用高磁永久磁铁，用固定胶套包裹住磁铁后被置于磁铁套中；进一步将磁铁套部分放入含有磁性纳米收集材料的溶液内，使磁性纳米材料快速吸附在磁铁套的外壁，完成磁性纳米颗粒与溶液的分离；随后取出磁铁，将收集装置(磁铁套部分)置于洗脱装置中，将收集装置外壁附着的磁性纳米颗粒冲洗入洗脱装置中，完成磁性纳米颗粒的回收。
【文档编号】B01D15/20GK104208906SQ201410444029
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年9月3日 优先权日:2014年9月3日
【发明者】张润生, 张凌怡, 张玉荣, 熊志超, 吴忠平, 梁晨, 叶海英, 郑水庆, 王威, 张维冰 申请人:上海市刑事科学技术研究院, 华东理工大学