本发明属于生物,具体涉及金属凝胶颗粒及其制备方法和在植物外泌体提取中的应用。
背景技术:
1、在植物外泌体提取过程中,虽然通过离心和过滤等方式可以去除样本中的部分杂质,但仅仅局限于性状稳定的不溶性杂质。在植物样本中,除了稳定性强的不溶性杂质,同时还有大量性状不稳定的可溶性杂质,例如蛋白质、多糖类等。其中,多糖类的杂质容易持续析出沉聚,但是过程又极不可控。所以,在植物外泌体提取纯化过程中,如果不尽可能去除多糖类杂质(果胶),势必会影响后续的浓缩样本及最终的外泌体提取纯化工作。
2、因此,亟需开发一种新的用于植物外泌体提取中高效去除多糖类杂质(果胶)的方法。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供金属凝胶颗粒及其制备方法和在植物外泌体提取中的应用。用于解决现有的植物外泌体提取过程中还存在对果胶去除不佳等问题。
2、在第一方面,本发明提供了一种金属凝胶颗粒,包括水凝胶基质和包裹在水凝胶基质内部的金属复合物;其中,金属复合物由多酚和金属离子经络合得到。
3、本发明中,发明人研究发现,由于水凝胶基质具有一定的缓释性能,因此,将多酚和金属离子形成的金属复合物包裹在水凝胶基质中,能使得该金属复合物缓慢地从水凝胶基质中释放,当将该金属凝胶颗粒用于提取植物样本中的外泌体时,多酚和金属离子缓慢释放到样本中,其中,金属离子用于沉淀样本中的果胶,另外,多酚能进一步促进果胶的沉淀效果。上述各组分之间通过协同作用,显著提高样本中的果胶去除率,能得到纯度更高的植物外泌体。
4、在一些实施方案中,水凝胶基质和金属复合物的质量比为(8~12):1,例如可以为8:1、9:1、10:1、11:1、12:1或该范围内的其他比值。
5、在一些实施方案中,水凝胶基质选自纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、明胶和透明质酸中的至少一种。
6、在一些实施方案中,多酚选自单宁酸、多巴胺和苹果多酚中的至少一种。
7、在一些实施方案中,金属离子选自铝离子、铁离子、锌离子、镁离子和钙离子中的至少一种。
8、在第二方面,本发明提供了一种如上述任一项金属凝胶颗粒的制备方法,包括如下步骤:将多酚和金属离子化合物加入到水中混合均匀,调节溶液的ph值至碱性并进行络合反应,所得产物经离心后,取沉淀冷冻干燥,得到金属复合物;将水凝胶基质加入到水中,然后加入金属复合物和交联剂,混合均匀后静置交联,所得交联产物经冷冻干燥,得到金属凝胶颗粒。
9、本发明中,原料便宜易得,并且整个制备工艺简单,能极大节省成本,将制备得到的金属凝胶颗粒能高效、快速提取植物样本中的外泌体。
10、在一些实施方案中,在金属复合物的制备过程中,多酚和金属离子化合物的质量比(5~10):1,例如可以为5:1、6:1、7:1、8:1、9:1、10:1或该范围内的其他比值;络合反应步骤具体包括:调节溶液的ph值为7.5~8.5,例如可以为7.5、7.7、8、8.3、8.5或该范围内的其他数值;在温度为25~35℃(例如可以为25℃、27℃、30℃、33℃、35℃或该范围内的其他数值)的条件下,反应1~3h,例如可以为1h、1.5h、2h、2.5h、3h或该范围内的其他数值;离心步骤具体包括:在6000~8000r/min(例如可以为6000r/min、6500r/min、7000r/min、7500r/min、8000r/min或该范围内的其他数值)的条件下,离心3~5min,例如可以为3min、3.5min、4min、4.5min、5min或该范围内的其他数值;冷冻干燥步骤具体包括:在温度为-25~-15℃(例如可以为-25℃、-23℃、-20℃、-17℃、-15℃或该范围内的其他数值)的条件下,干燥2~3h,例如可以为2h、2.5h、3h或该范围内的其他数值。
11、在一些实施方案中,在金属凝胶颗粒的制备过程中,交联剂与金属复合物的质量比为(0.05~0.1):1,例如可以为0.05:1、0.06:1、0.07:1、0.08:1、0.09:1、0.1:1或该范围内的其他比值;并且交联剂选自为氯化钙、戊二醛和京尼平中的至少一种;静置交联步骤具体包括:在温度为25~35℃(例如可以为25℃、27℃、30℃、33℃、35℃或该范围内的其他数值)的条件下,交联5~10h,例如可以为5h、6h、7h、8h、9h、10h或该范围内的其他数值;冷冻干燥步骤具体包括:在温度为-25~-15℃(例如可以为-25℃、-23℃、-20℃、-17℃、-15℃或该范围内的其他数值)的条件下,干燥2~3h,例如可以为2h、2.5h、3h或该范围内的其他数值。
12、在第三方面,本发明提供了如上述任一项金属凝胶颗粒在植物外泌体提取中的应用。
13、在一些实施方案中,应用包括如下步骤:s1、向待提取植物样本中加入金属凝胶颗粒,依次进行恒温振荡和静置处理,得到中间溶液;s2、对中间溶液进行离心处理,所得上清液经超滤后,得到高纯度外泌体。
14、在一些优选的实施方案中,步骤s1中,恒温振荡包括:在温度为0~4℃(例如可以为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃或该范围内的其他数值)、转速为800~1200rpm(例如可以为800rpm、900rpm、1000rpm、1100rpm、1200rpm或该范围内的其他数值)的条件下,振荡0.5~2h,例如可以为0.5h、1h、1.5h、2h或该范围内的其他数值;静置处理包括:在温度为0~4℃(例如可以为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃或该范围内的其他数值)的条件下,静置6~10h,例如可以为6h、7h、8h、9h、10h或该范围内的其他数值。
15、在一些更优选的实施方案中,恒温振荡包括:在温度为4℃、转速为1000rpm的条件下,振荡1h;静置处理包括:在温度为4℃的条件下,静置8h。
16、在一些优选的实施方案中,步骤s2中,离心处理包括:在温度为0~4℃(例如可以为0℃、1℃、2℃、3℃、4℃或该范围内的其他数值)、转速为8000~12000rpm(例如可以为8000rpm、9000rpm、10000rpm、11000rpm、12000rpm或该范围内的其他数值)的条件下,离心5~10min,例如可以为5min、6min、7min、8min、9min、10min或该范围内的其他数值。
17、在一些更优选的实施方案中,离心处理包括:在温度为4℃、转速为10000rpm的条件下,离心8min。
18、在一些优选的实施方案中,步骤s2中,所述超滤步骤具体包括:将上清液装入100kd超滤管中,在温度为4℃、离心力为3500g的条件下,离心30min,保留的截留液即为高纯度外泌体。
19、本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明通过将多酚和金属离子形成的金属复合物包裹在水凝胶基质中,能使得该金属复合物缓慢地从水凝胶基质中释放,当将该金属凝胶颗粒用于提取植物样本中的外泌体时,多酚和金属离子缓慢释放到样本中,其中,金属离子用于沉淀样本中的果胶,另外,多酚能进一步促进果胶的沉淀效果。上述各组分之间通过协同作用,显著提高样本中的果胶去除率,能得到纯度更高的植物外泌体。
1.一种金属凝胶颗粒,其特征在于,包括水凝胶基质和包裹在所述水凝胶基质内部的金属复合物;
2.根据权利要求1所述的金属凝胶颗粒,其特征在于,所述水凝胶基质和所述金属复合物的质量比为(8~12):1。
3.根据权利要求1所述的金属凝胶颗粒,其特征在于,所述水凝胶基质选自纤维素、羧甲基纤维素、海藻酸钠、明胶和透明质酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的金属凝胶颗粒,其特征在于,所述多酚选自单宁酸、多巴胺和苹果多酚中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的金属凝胶颗粒,其特征在于,所述金属离子选自铝离子、铁离子、锌离子、镁离子和钙离子中的至少一种。
6.一种如权利要求1-5中任一项所述的金属凝胶颗粒的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
7.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在所述金属复合物的制备过程中,所述多酚和所述金属离子化合物的质量比(5~10):1;
8.根据权利要求6所述的制备方法,其特征在于,在所述金属凝胶颗粒的制备过程中,所述交联剂与所述金属复合物的质量比为(0.05~0.1):1,并且所述交联剂选自为氯化钙、戊二醛和京尼平中的至少一种;
9.如权利要求1-5中任一项所述的金属凝胶颗粒在植物外泌体提取中的应用。
10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于,包括如下步骤:
