分子诊断实验的第一步：磁珠法提取核酸

分子诊断是以核酸作为检测对象，主要应用于临床各科的诊断中，如肿瘤、感染、遗传等各方面，而核酸提取是分子诊断实验的“第一步”。

通过对磁珠进行一定的包被（如硅基、氨基、羧基等），从而可以实现对核酸的高通量、自动化提取，这一技术产生于20世纪80年代，已经有了成熟的试剂盒并形成为产业。 

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。最后经过洗脱液洗去非特异性吸附的杂志、去盐、纯化后，即得到欲提取的核酸物质。

传统核酸提取法与磁珠法比较

随着基因检测、个性化给药、产前诊断等的普及，在生物行业各领域都追求高通量、自动化的今天，传统DNA提取方法的局限愈来愈明显，而磁珠法DNA提取的优势则愈来愈明显：能够实现自动化、大批量操作；操作简单、用时短；不使用传统方法中的苯、氯仿等有毒试剂，安全无毒完全符合现代环保理念；与核酸的特异性结合使得提取的核酸纯度高、浓度大。

磁珠法提取DNA试剂盒要比传统的方法（Chelex100 法、有机法、二氧化硅法、盐析法等）更为简单、方便，转移离心管的次数较少，不易污染等。

磁珠法提取核酸的应用范围

磁珠法提取DNA试剂盒是纳米技术、分子生物学技术、生物医学技术和法医学技术的综合高科技产品。

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。

那些生产提取核酸用磁珠的厂家

常用的磁珠法DNA提取试剂盒，目前主要为国外产品，例如Promega, Roche, KingFisher（赛默飞）, Dynal，Qiagen等，且大多需要与专用仪器配套使用。

国内将磁珠应用于核酸提取的研究起源于2002年左右，经过近些年的反复试验，形成了稳定的核酸提取体系，并已被用于一些疾病（如乙肝、丙肝、结核菌等）定量检测。国内的产品主要有：海狸纳米、洛阳惠尔纳米、上海奥润微纳、长春博坤生物、上海百运纳米等。

免疫磁珠，（ImpetiCbead，IMB简称磁珠），是发展起来的一项新的免疫学技术，它将固化试剂特有的优点与免疫学反应的高度特异性结合于一体，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，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得到了越来越广泛的应用。[详细…]

免疫磁珠原理

利用人工合成的内含铁成分，可被磁铁磁力所吸引，外有功能基团，可结合活性蛋白质(抗体)的磁珠，作为抗体的载体。当吸附在磁珠上的抗体与相应的微生物或特异性抗原物质结合后，则形成“抗原-抗体-磁珠免疫复合物”，这种复合物具有较高的磁响应性，在磁铁磁力的作用下定向移动，使复合物与其他物质分离，而达到分离、浓缩、纯化微生物或特异性抗原物质的目的。

免疫磁珠纯化与抗体层析纯化比较

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。

另外，免疫磁珠技术区别于PCR技术和流式细胞技术的优势在于它可以保证被分离靶细胞的形态和功能的完整。免疫磁珠技术同时还具有灵敏度高、特异性高、检测速度快、重复性好、操作简单和不需要昂贵的仪器设备等优点。

免疫磁珠的应用范围

免疫磁珠是由John Ugelstar等在1979年首先制备出，是磁珠免疫微球的一种，为包被有单克隆抗体的球型磁性微粒，可特异性地与靶物质结合使之具有磁响应性，从此被广泛地应用于医学卫生领域的许多方面，并由此引发了生物分离技术上的一次革命。其主要被应用在细胞分选（MACS）、免疫检测和疾病诊断（细胞因子检测、无创产前诊断）、癌症治疗、食品及环境中微生物检测等方面。

那些生产免疫磁珠的厂家

研究人员往往会基于特定的细胞因子选择“多路复用试剂盒”，尽管许多公司出售的试剂盒提供的面板很大。但有些公司可以提供小面板试剂盒的定制工作，帮助研究人员缩小他们想了解的免疫反应、疾病或治疗相关的细胞因子范围。

自今年7月2日，CFDA首次批准第二代基因测序诊断产品上市。因此磁珠产品在“孕周12周以上的高危孕妇外周血血浆中的游离基因片段进行基因测序”过程中必不可少。[详细……]

我们知道，外周血游离 DNA, 片段长度通常小于 1kb,如血液中的肿瘤胞外 DNA片段或母体外周血血浆或血清中的胎儿游离 DNA。游离DNA片段可以提供某些癌症和疾病确诊的生物学标志物,在生物体液如血浆、血清、尿液中,游离DNA片段的浓度通常很低,且不同个体之间的差异很大。

外周血游离 DNA的检测中如何使用磁珠？

在这外周血游离 DNA的检测过程中，UPure Circulating DNA Kit 是专门针对 200μl-5ml 血浆、血清或尿液样本中游离 DNA的提取纯化试剂盒，其含有专用的磁珠和特殊配方的缓冲体系,可以纯化游离DNA 浓度低至50pg/ml的样本。[详细……]

一般去哪里购买这些磁珠？

生物探索专访DNA测序实验人员

Q：你们购买的磁珠主要是来源于哪些厂家、其型号与用途？

A：我们购买的磁珠主要是“血浆游离ＤＮＡ提取磁珠”，购买过成都新百基生物科技有限公司的Upure Circulating DNA Kit　200preps（货号：M2003-02）以及北京金麦格生物技术有限公司的GenMag血清游离DNA提取试剂盒（货号：NA009-2）；另外，我们还购买过Beckman的Agencourt AMPure XP（货号A63881），用来做核酸纯化的。

Q：在用过不同品牌的磁珠后，其区别及优缺点在哪里？

A：就我们使用来看，Upure Circulating DNA Kit的价格便宜，磁珠颗粒大使用容易沉降，ＤＮＡ提取效率低；GenMag血清游离DNA提取试剂盒：ＤＮＡ提取效率高，但ＤＮＡ纯度不高价格偏高；Agencourt AMPure XP：核酸纯化效率高，操作简单方便；价格稍高，国外品牌购买货期长（４－５周）。

 

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。