免疫磁珠在生物医学领域的应用

免疫磁珠技术是 20世纪 80年代出现的技术方法。以免疫学为基础，渗透到病理、生理、药理、微生物、生化及分子遗传学等各个领域，其在免疫检测、细胞分离、生物大分子纯化和分子生物学等方面有着越来越广泛的使用。

免疫磁珠的结构：

磁珠是由核心金属颗粒（Fe2O3, Fe3O4）, 核心外层包裹的高分子材料（如聚苯乙烯、聚氯乙烯）和最外层的功能配基（如-NH2，-COOH、-OH、-CHO）组成。

免疫磁珠在生物医学领域的应用：

1.细胞分选

免疫磁珠细胞分选可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出很高纯度的细胞。应用纳米级的磁珠进行细胞分选时，磁珠的大小和它的组成成份使其可被生物降解，且不会激活细胞或影响细胞的功能和活力，细胞的生理功能也不变，因此磁性标记细胞可立即用于分析和随后的实验。

细胞分选可分为：

a)阳性分选（正选）：磁珠结合的细胞就是所要分离获得的细胞，适用于流式分析和基于细胞的分析。

b)阴性分选（负选）：磁珠结合不需要的细胞，游离于上清液的细胞为所需细胞。

正选（左）及负选（右）分别如下：

磁分选细胞的重要指标：

纯度和得率，这取决于磁珠所连接单抗的特异性和磁珠大小（磁性），然而太小的磁珠得率不高，太大的磁珠又会影响细胞活性，也无法直接上流式。

2.蛋白质/抗体分离与纯化

应用抗体（蛋白）包被的免疫磁珠纯化技术无需复杂的层析设备，对样品的澄清度无限制，只需要简单的磁性吸附步骤即可很方便地从单抗表达产物中分离单抗，有效解决了传统层析技术的不足之处。

3.核酸分离纯化

核酸结合到磁珠上主要依靠静电作用、疏水作用和氢键作用。细胞或组织在裂解液作用下，其中的DNA/RNA被释放出来。此时经过表面修饰的超顺磁性氧化硅纳米磁珠即与核酸进行“特异性结合”，形成“核酸-磁珠复合物”。然后在外加磁场的作用下，复合物即分离出来。可广泛应用于分子生物学中的基因组研究、分子进化研究、医学中遗传病的研究、突变基因的检测、肿瘤的筛查、HPV等的检测、HLA分型、移植配型等、法医学生物样本血斑、精斑、头发、烟蒂等现场证物的检测、和司法上的亲子鉴定、血缘关系的鉴定等提供证据、考古学、大中小学的生物试验等许多领域。

磁珠法提取核酸：

 

传统核酸提取法	磁珠提取核酸法
技术难度不大	高质量、高产量、高通量
手工提取	实现流程自动化
操作繁琐，费时费力	免去了复杂的人工提取程序
不适合大量样品的核酸提取	减少酚类、氯仿等有机试剂对操作人员的伤害
不适合临床分子诊断	极大满足如今市场对于核酸提取效率的要求

4.免疫检测

免疫磁珠由于粒径小，比表面积大，可捕获较多的待测物，并直接在其表面进行酶显色、荧光或同位素显示，从而建立了一系列检测速度快、特异性高、灵敏度高和重复性好的免疫检测方法。

5.其它应用

在高梯度磁场下，用免疫磁珠法分离腹腔血或静脉中B、T淋巴细胞，分离的淋巴细胞随之在临床器官移植供受者的快速选配中有广泛应用。进行HLA-I II类抗原分型。

磁珠技术作为一种交叉学科汇聚研发而成的产品，其在生物学及医学实验检测中作用巨大。借助于二代测序的飞速发展，二代测序多涉及的耗材也迎来了它的春天。

无论是用于提取核酸的磁珠，还是作用于细胞分选、免疫检测所用的免疫磁珠，其在分子生物学领域仍然属于行业的细分领域，其中的技术仍然在不断进步发展中，随着越来越多公司的加入，其研发的产品价格也将越来越便宜。