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磁珠选择指南

发布时间：

2023-11-25 11:35

磁珠选择指南

在以免疫学为基础，渗透到病理、生理、药理、微生物、生化以及分子遗传学等各个领域中，磁珠也是非常重要的一环，为检测系统选择合适的磁珠对提高试剂的灵敏度至关重要。

免疫磁珠（简称磁珠）具有操作简便、分离效率高、较大的比表面积及良好的物理稳定性的优点，是一种性能优良的分离，检测，纯化基因、蛋白质、细胞、微生物的通用工具。磁珠作为固相载体与CLIA相结合，在外加磁场的作用下，能够快速与底物液相分离，磁珠以其快速分离和富集作用在免疫分析反应中使抗原对磁珠上固定化抗体的影响显著降低。

磁珠作为整个免疫反应和信号收集的载体具有显著优越性：

1）磁珠比表面积大，能结合更多的蛋白分子，可提高检测范围。

2）磁珠表面化学基团如氨基、羧基、巯基等进行抗体的共价或者非共价偶联，相对于物理吸附更牢固，更稳定。

3）磁珠均匀悬浮于反应溶液中，大大增加与样本中待测物接触面积，减少反应所需的样本量，同时更快达到反应动态平衡，加快反应速度，节省反应时间。在外加磁场的吸引下可做定向移动

4）将连有多种捕获蛋白的磁珠与多标记技术联合应用，实现同一样本中多个待测物同时检测，实现全自动个体化检测。

磁珠结构

运用核-壳的合成方法合成含有超顺磁性物质的高分子表面覆盖的复合材料。在外部磁场作用下，磁珠在磁场中做定向运动，辅以微控制和检测手段，可实现磁珠定位和介质分离。

1）内核

主要由纯金属（如钴、镍和铁）或其氧化物等磁性材料组成，此外还可采用CoPt3、FeCo和FePt等磁性材料。

2）高分子涂层

材料一般为聚苯乙烯、聚氯乙烯，主要用于稳定新形成的磁珠表面和防止磁珠聚集。高分子涂层可以与多种活性物质结合，如抗原、抗体、核酸等。

3）功能基层

蛋白质或抗体偶联磁珠表面的稳定性主要取决于表面性质。当磁珠表面无修饰时，抗体通过疏水相互作用被动吸附到磁珠表面。这种方式不能控制附着分子的终方向，也无法保证捕获分子的特异性和稳定性。

为确保偶联稳定性与捕获特异性，可选择化学修饰表面与生物修饰表面。

化学修饰表面：

①　经典化学修饰表面：抗原或抗体直接被动吸附于化学修饰磁珠表面。活性基团利用磁珠的表面积为抗原或抗体提供大量位点，使其与磁珠共价连接。添加到表面的经典基团有羧基、氨基、羟基和硫酸盐。

②　预活化修饰表面：分子连接到表面预活化修饰磁珠之前无需进行初步活化，在适宜缓冲液、pH和温度条件下即可形成稳定共价偶联。

生物修饰表面（表面生物功能化）：

生物功能化磁珠由于其超顺磁性被广泛用于捕获特定分子或细胞。生物修饰与化学修饰不同，生物修饰以非共价方式连接分子。在生物技术领域生物功能化磁珠通常用于蛋白质/分子纯化等分离过程，在体外诊断试剂中作为固相载体。

①　蛋白A或G以非常高的亲和力结合某些免疫球蛋白亚型。蛋白A结合大多数Ig的Fc区，蛋白G结合Ig的Fc或Fab区，可用于固定抗体；

②　链霉亲和素具有极高亲和力，链霉亲和素与生物素之间的结合可承受高温、大范围pH值等极端条件。

磁珠大小

目前化学发光检测试剂常用的磁珠粒径一般在1μm至3μm左右，可以根据自己的化学发光平台去筛选合适粒径的磁珠。虽然理论上磁珠的粒径越小，它的比表面积越大，能承载的抗体也越多，从而提高灵敏度。但是在选择粒径上不能脱离化学发光平台自身的情况，各个厂家的化学发光仪器都是封闭系统，仪器的磁分离系统、清洗工作站各不相同，如果为了提高灵敏度盲目选择小粒径的磁珠可能无法适配仪器，反而起到反效果。

含铁量

磁含量指的是磁珠中铁的比重，含铁量的多少直接影响磁分离速度。目前市面上主流的磁珠含铁量为20%~50%左右，同样需要根据化学发光仪器的磁分离系统、清洗工作站进行合适的选择。过高的含铁量固然可以提高磁分离速度，但是目前在仪器成型的条件下，过高的含铁量会造成不同程度的磁珠聚集，以及清洗后分散不均一，造成精密度变差和特异性不好等情况。

常见磁珠种类

1）Carboxyl羧基磁珠

是一种化学发光试剂用高性能磁珠，羧基官能团用于蛋白或核酸偶联，在酶免测定、免疫沉降、蛋白质印记解析时能够发挥突出性能。

2）Tosyl甲苯磺酰基磁珠

因涂层中含有甲苯磺酰基所以无需羧合剂，含有氨基的抗体等分子以化学结合的方式固定在磁珠表面。随着化学结合的进行，甲苯磺酰基会逐渐脱离，粒子表面亲水性增强，从而维持磁珠表面偶联物生物活性，并可有效抑制分析时的非特异性反应。

3）Streptavidin链霉亲和素磁珠

磁珠偶联链霉亲和素能从样品中对生物素标记的分子进行高纯度的特异性吸收。因磁珠表面亲水性聚合物涂层不会影响酶促反应进行，在PCR反应体系中混入磁珠也不会对核酸扩增产生影响。在酶免测定中，还可作为生物素标记抗体的载体进行使用。

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