磁珠的發(fā)展及應用

磁珠可以與藥物、蛋白質(zhì)、酶、抗體或核酸結合，最開(kāi)始的磁珠被廣泛應用于多種體內實(shí)驗，比如藥物傳遞、磁共振成像(MRI)造影劑和熱療等。但是因為磁珠材料本身的生物相容性和細胞毒性等等因素，限制了磁珠在體內實(shí)驗的應用，反而體外實(shí)驗應用得到更廣泛的發(fā)展，本文主要綜述磁珠在體外實(shí)驗的用途，尤其應用在臨床市場(chǎng)上的各種體外診斷技術(shù)，以及學(xué)術(shù)科研領(lǐng)域生物分子的純化應用，比如細胞和外泌體分離、核酸提取、生物藥物的靶點(diǎn)鑒定及代謝性質(zhì)研究、蛋白純化與免疫層析等等。

早在上個(gè)世紀70年代初就有科學(xué)家嘗試使用生物微球來(lái)分離細胞，1969年科學(xué)家Wigzell和Andersson就開(kāi)始利用細胞表面抗原和特異性抗體的結合性質(zhì)原理，使用生物微球分離細胞，所用生物微球沒(méi)有磁性，分離速度慢，效率很低，且成本高昂。1977年成功開(kāi)發(fā)磁性固相酶免疫分析技術(shù)，為將來(lái)使用磁珠來(lái)分離細胞以及更廣闊的分子生物學(xué)研究應用打下基礎。

1976年-1986年間，眾多科學(xué)家發(fā)明并改進(jìn)了Dynabeads，一種彌散結構且具有超順磁性的聚苯乙烯材質(zhì)的生物磁珠?？茖W(xué)家不僅可以精準控制磁珠的粒徑大小，開(kāi)發(fā)1-100um之間粒徑大小的磁珠，而且磁珠表面官能團種類(lèi)也豐富很多，廣泛用于選擇性細胞和生物分子的免疫磁分離，包括蛋白純化、細菌分離和核酸提取等。

生物磁珠技術(shù)發(fā)展至今，不僅磁珠本身的制造工藝，而且磁珠分離細胞的技術(shù)均已經(jīng)非常成熟，目前大部分磁珠廠(chǎng)家均有能應用于細胞分離的產(chǎn)品，技術(shù)成熟的廠(chǎng)家有德國Miltenyi，美國Dynabeads，德國MagSERIONbeads，法國Ademtech等，大部分廠(chǎng)家均可以提供已經(jīng)包被對應細胞表面抗原的抗體磁珠試劑盒，使用過(guò)程簡(jiǎn)單方便，而且主要是3.0um粒徑或者更大的磁珠，比如Miltenyi有多種型號的磁珠類(lèi)產(chǎn)品。

在生物領(lǐng)域一般根據磁珠的用途進(jìn)行區分，不同用途的磁珠不管是尺寸，表面修飾，保存方式甚至是合成方法都是不同的。磁珠在生物領(lǐng)域目前的應用有：核酸提取，化學(xué)發(fā)光，細胞分選，蛋白純化，生物催化，熒光標記，磁共振成像，磁熱治療等。磁珠的大小從納米級到微米級均可制備。