磁珠的发展及应用

磁珠可以与药物、蛋白质、酶、抗体或核酸结合，最开始的磁珠被广泛应用于多种体内实验，比如药物传递、磁共振成像(MRI)造影剂和热疗等。但是因为磁珠材料本身的生物相容性和细胞毒性等等因素，限制了磁珠在体内实验的应用，反而体外实验应用得到更广泛的发展，本文主要综述磁珠在体外实验的用途，尤其应用在临床市场上的各种体外诊断技术，以及学术科研领域生物分子的纯化应用，比如细胞和外泌体分离、核酸提取、生物药物的靶点鉴定及代谢性质研究、蛋白纯化与免疫层析等等。

早在上个世纪70年代初就有科学家尝试使用生物微球来分离细胞，1969年科学家Wigzell和Andersson就开始利用细胞表面抗原和特异性抗体的结合性质原理，使用生物微球分离细胞，所用生物微球没有磁性，分离速度慢，效率很低，且成本高昂。1977年成功开发磁性固相酶免疫分析技术，为将来使用磁珠来分离细胞以及更广阔的分子生物学研究应用打下基础。

1976年-1986年间，众多科学家发明并改进了Dynabeads，一种弥散结构且具有超顺磁性的聚苯乙烯材质的生物磁珠。科学家不仅可以精准控制磁珠的粒径大小，开发1-100um之间粒径大小的磁珠，而且磁珠表面官能团种类也丰富很多，广泛用于选择性细胞和生物分子的免疫磁分离，包括蛋白纯化、细菌分离和核酸提取等。

生物磁珠技术发展至今，不仅磁珠本身的制造工艺，而且磁珠分离细胞的技术均已经非常成熟，目前大部分磁珠厂家均有能应用于细胞分离的产品，技术成熟的厂家有德国Miltenyi，美国Dynabeads，德国MagSERIONbeads，法国Ademtech等，大部分厂家均可以提供已经包被对应细胞表面抗原的抗体磁珠试剂盒，使用过程简单方便，而且主要是3.0um粒径或者更大的磁珠，比如Miltenyi有多种型号的磁珠类产品。

在生物领域一般根据磁珠的用途进行区分，不同用途的磁珠不管是尺寸，表面修饰，保存方式甚至是合成方法都是不同的。磁珠在生物领域目前的应用有：核酸提取，化学发光，细胞分选，蛋白纯化，生物催化，荧光标记，磁共振成像，磁热治疗等。磁珠的大小从纳米级到微米级均可制备。