磁珠的發展及應用

磁珠可以與藥物、蛋白質、酶、抗體或核酸結合，最開始的磁珠被廣泛應用于多種體內實驗，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驗的應用，反而體外實驗應用得到更廣泛的發展，本文主要綜述磁珠在體外實驗的用途，尤其應用在臨床市場上的各種體外診斷技術，以及學術科研領域生物分子的純化應用，比如細胞和外泌體分離、核酸提取、生物藥物的靶點鑒定及代謝性質研究、蛋白純化與免疫層析等等。

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

1976年-1986年間，眾多科學家發明并改進了Dynabeads，一種彌散結構且具有超順磁性的聚苯乙烯材質的生物磁珠。科學家不僅可以精準控制磁珠的粒徑大小，開發1-100um之間粒徑大小的磁珠，而且磁珠表面官能團種類也豐富很多，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。

生物磁珠技術發展至今，不僅磁珠本身的制造工藝，而且磁珠分離細胞的技術均已經非常成熟，目前大部分磁珠廠家均有能應用于細胞分離的產品，技術成熟的廠家有德國Miltenyi，美國Dynabeads，德國MagSERIONbeads，法國Ademtech等，大部分廠家均可以提供已經包被對應細胞表面抗原的抗體磁珠試劑盒，使用過程簡單方便，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產品。

在生物領域一般根據磁珠的用途進行區分，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。磁珠在生物領域目前的應用有：核酸提取，化學發光，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。