超順磁珠在生物醫學領域中的應用
瀏覽次數:269 發布日期:2025-3-21
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超順磁珠是一種具有獨特磁學特性和功能化表面的納米/微米級顆粒,廣泛應用于生物醫學、分子生物學及工業領域。
一、定義與特性
- 超順磁性
超順磁珠由磁性納米顆粒(如Fe₃O₄、γ-Fe₂O₃)構成,顆粒尺寸小于臨界值(通常<30nm)時,表現為單疇結構。在外加磁場中迅速聚集,撤去磁場后恢復單分散狀態且無磁滯現象。
- 關鍵參數:飽和磁化強度(如45 emu/g)、粒徑(400nm-2.6μm)、羧基含量(800 μmol/g)。
- 表面功能化
表面修飾羧基(-COOH)、氨基(-NH₂)、環氧基(-O-C₃H₆)等基團,通過共價偶聯與生物分子(抗體、核酸等)結合,實現特異性捕獲。
二、結構組成
超順磁珠通常為
核殼結構:
- 內核:磁性材料(如Fe₃O₄),提供磁響應性。
- 中間層:高分子基質(如二氧化硅、聚苯乙烯),增強穩定性和分散性。
- 功能層:表面修飾的活性基團(如羧基、環氧基),用于生物分子結合。
三、核心應用場景
- 核酸提取與純化
- 硅羥基磁珠通過高鹽/低pH破壞核酸水化層,結合DNA/RNA。
- 羧基磁珠在PEG/NaCl體系中選擇性吸附特定長度DNA片段,用于NGS文庫構建。
- 示例:上海領駿生物的羧基磁珠可回收100bp-50kb DNA,用于測序和病原體檢測。
- 蛋白質純化與細胞分選
- 羧基磁珠通過EDC/NHS活化偶聯抗體,實現免疫沉淀。
- 環氧基磁珠直接標記蛋白,簡化流程并降低背景。
- 自動化檢測與醫療診斷
- 用于化學發光、流式細胞儀及POCT(如新冠病毒核酸檢測),提升靈敏度和通量。
四、使用方法
因其具有在外加磁場中迅速聚集,撤去磁場后恢復單分散狀態且無磁滯現象的特性,可將吸附核酸或蛋白質的磁珠溶液置于強力磁場中(例如達遠辰光磁力架可提供穩定磁場),通過收集目標物所在的上清液或磁珠上來達到純化的目的。