磁珠法核酸提取技术介绍

随着新冠病毒核酸检测热度攀升，核酸检测已经深入人心，成为病原体检测的“金标准”。新冠疫情以来，短时间内需要出具大量样本检测结果，核酸检测对快速、高效检测的需求越来越迫切。而核酸提取作为核酸检测的重要步骤，同样面临着高通量、高效率的要求。

核酸检测有赖于核酸提取技术的发展，目前临床上主要应用的核酸提取方法有磁珠法、离心柱法、煮沸法、快速核酸释放法，而磁珠法核酸提取方法目前已经得到广泛应用的已实现自动化的核酸提取方法，自动化磁珠法提取主要有磁棒式提取、移液式提取。

一、磁珠法核酸提取原理

磁珠法核酸提取技术是以纳米生物磁珠为载体的一种新型核酸提取技术，核酸分子可与磁珠表面的硅羟基发生特异性识别与结合，在外部磁场的作用下发生聚集或分散，彻底摆脱传统核酸提取过程中离心、抽取上清液等手工操作流程，从而实现核酸提取纯化的方法。目前所使用的磁珠大多数都是“核-壳”结构，都是以具有超顺磁性的纳米微粒作为“核”，再在核的表面包裹上一层高分子有机化合物和一层功能基层作为“壳”，在溶液中有较好的悬浮性。在磁场中被磁化，在磁力的作用下聚集，极易与不具有磁性的物质分离开来，操作过程中无需离心等操作。

二、磁珠法核酸提取的不同点

磁珠法核酸提取由裂解、结合、洗涤、洗脱等步骤组成，不同厂家生产的磁珠法核酸提取试剂有所不同，主要体现在：（1）磁珠大小不同；（2）磁珠修饰方式不同；（3）洗涤方式不同；（4）样本量不同。

磁珠粒径小，比表面积大，核酸捕获能力强，可带磁珠上机检测，提高检测灵敏度。粒径大小不一样，对于不同大小的核酸片段有不同的喜好性，一般来说粒径较大的磁珠，磁响应性比较大，捕获小片段核酸的能力大一点。粒径较小的磁珠，磁响应性比较小，捕获大片段核酸能力大一点。不同粒径磁珠，比表面积不同，捕获核酸能力不同。与此同时，粒径较大的磁珠，比表面积较小，捕获核酸能力稍差；粒径较小的磁珠，比表面积较大，捕获核酸能力稍强。而洗脱步骤直接影响核酸得率，当然磁珠粒径小、透光性强，不影响荧光定量PCR仪检测信号采集的情况下也可采用带磁珠上机检测（洗脱时加入PCR反应液混匀磁珠后进行检测）的方式进行核酸检测，核酸几乎没有丢失，全部模板核酸上机检测，可以提高核酸检测灵敏度。

官能基团-靶向核酸探针修饰，进一步提高靶向核酸提取效率，提高靶向核酸检测灵敏度。在磁珠壳层结构中的功能基层所含的官能团不一样，磁珠与核酸特异性结合能力不同。目前常用的修饰官能团有氨基（-NH2）,羧基（-COOH），羟基（-OH）。

由于功能基团不一样，所以使用的结合缓冲液也不同，羟基带有负电性，显碱性，在碱性溶液里能够稳定存在，羧基显酸性，在酸性溶液里能够稳定存在。官能基团-靶向核酸探针的修饰方式，可以提高靶向核酸序列的特异性结合能力，进一步提高核酸提取效率。

洗涤次数越少，核酸损失越少，核酸得率越高。一般来说洗涤次数越多，核酸丢失的可能性越大，核酸得率可能越低。步骤越多会影响自动化核酸提取的稳定性，实现自动化的难度越大。圣湘生物高精度磁珠法 HBV DNA定量检测、HCV RNA定量检测、HIV-1型RNA定量检测产品，采用一次洗涤的方式，降低核酸损失的概率，提高核酸检测灵敏度，以及自动化核酸提取检测的稳定性，圣湘生物近期推出的“快速磁珠法”核酸提取试剂，采用样本核酸裂解、无需洗涤、直接洗脱的方式对血清、血浆、全血、咽拭子等样本进行核酸提取，大大缩短核酸提取时间，降低核酸损失的可能性，提高核酸检测灵敏度。

加大样本量，提高核酸检测灵敏度。加大上样样本量，也是目前一些厂家通常的做法。比如罗氏诊断、雅培诊断的乙型肝炎病毒核酸定量检测试剂盒，通过加大样本量，提高核酸浓度的方法，达到高敏检测的目的，其灵敏度可达到10 IU/mL。

总之，磁珠法核酸提取技术是目前市场上临床应用最广泛的自动化核酸提取技术，在新冠病毒疫情防控中起到中流砥柱的作用。不同厂家生产的磁珠法核酸提取试剂，核酸裂解方式、磁珠结合能力、洗涤方式、洗脱方式均有所不同，只有核酸裂解效率足够高、磁珠特异性结合能力足够强、洗涤次数足够少、洗脱效率足够高（或原始样本核酸洗脱上机检测）的磁珠法核酸提取试剂，才能保证有更高的核酸提取效率，才能做到高敏或超敏核酸检测，才能保证更好的自动化核酸提取稳定性。