超順磁珠在生物醫學領域中的應用

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

1. ​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）。
2. ​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

1. ​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。
2. ​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。
3. ​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。