小身材，大用处——带你全方位了解免疫磁珠

近年来，免疫磁珠越来越受科学家们的关注，在生物医药领域的应用也越来越广。但其实，免疫磁珠并非最近才发展起来的新兴产品。早在20世纪80年代末期，它就已经开始在细胞分离和富集的领域发挥着巨大的作用。^[1-3] 

免疫磁珠一般具有超强的顺磁性。在外加电场存在的情况下，免疫磁珠会表现出磁性，并被聚集起来。离开磁场后，他们又能如普通颗粒一般，均匀分散。免疫磁珠的表面一般有丰富的表面活性基团，生物活性分子可吸附或偶联到其表面，从而实现它在细胞分选、核酸分离提取、免疫检测、生物大分子纯化和酶的固定等多个领域的应用。
 

磁珠的方法避免了抽真空和高速离心等步骤，可以减少外力对样品的损伤。磁珠提取法操作便捷，试剂简单，而且适用于在96孔板或384孔板中的高通量自动化操作。

随着技术的进步，越来越多的厂家开发了不同的基于免疫磁珠核酸提取试剂盒。磁珠表面多种多样的化学修饰为实现复杂的实验带来了可能。

图1 磁珠提取法

细胞分选是免疫磁珠的另一热门应用。利用免疫磁珠结合目标细胞表面的标记物，可在几分钟内从复杂的细胞混合物中分离出高纯度的目标细胞。免疫磁珠不会激活细胞或影响细胞的功能和活力，细胞的生理功能也不会改变，因此磁性标记细胞可立即用于分析和随后的实验。

细胞分选常见的另一种方法是fluorescence-activated cell sorting (FACS)，在单细胞分选，多种细胞同时分选，或者基于胞内细胞标记物（例如 GFP）进行分选等情况下，FACS法更有优势。与FACS 相比，磁珠分选的操作更为简单快捷，对于一般的细胞分选来说，可以优先选择免疫磁珠的方法。

传统的抗体分离纯化一般采用层析法，步骤繁琐，耗时长，设备要求及投入成本高，而基于蛋白包被的免疫磁珠的抗体磁性纯化通过简单的磁性吸附即可实现从单抗表达产物中分离单抗的目的（图2）。与传统的分离方法相比，免疫磁珠可同时进行分离和富集，有效地提高了分离速度和富集效率。免疫磁珠还能够实现自动化和大批量操作，符合生物学高通量的操作要求，具有使用便捷，操作简单、用时短，费用低的特点。

图2 抗体磁性纯化过程与层析纯化过程的比较

（图片来源：http://www.biomart.cn/specials/4abio/article/528605）

免疫磁珠在细胞疗法中也发挥了重要作用，在T 细胞、NK细胞的活化和扩增中，抗体或蛋白偶联的免疫磁珠可以代替APC，一定程度上避免了细胞处理的繁琐操作。^[5] 在完成细胞刺激和活化后，通过外加磁场，可以将免疫磁珠完全去除。与直接加入抗体或者蛋白进行刺激相比，避免了可溶性抗体或者分裂素的残留污染。同一个免疫磁珠可以偶联多种所需的抗体和蛋白，邻近效应可以极大的优化细胞刺激的效果，提高细胞扩增的效率。

利用免疫磁珠能够结合目标分子的特点，其在体外诊断方面的应用方法也越来越多。首先，将免疫磁珠作为底物，可用于捕获样品。由于磁珠流动性好，表面积大，可以充分暴露配体蛋白，大大增加了捕获效率。同时，使用荧光，电化学或者化学发光等多样的检测方式，也为方法学的开发带来了很大的自由度。此外，还可将免疫磁珠作为标记物，利用磁珠的磁性来获得信号。这种方法一般有着极高的灵敏度，可以达到fg/ml。^[6]
 

ACRO特色产品——预偶联磁珠

ACROBiosystems特色开发的预偶联磁珠是将独特的生物素化蛋白偶联到链霉亲和素磁珠上，可用于结合其他生物配体。链霉亲和素(SA)和生物素之间亲和力极强，生物素化蛋白预偶联不可逆，稳定性好。

图3 预偶联蛋白磁珠

磁珠的粒径、表面积大小及其均匀程度都将影响其性能，磁珠表面偶联的抗原蛋白质量更是衡量磁珠捕获效率的关键因素。ACROBiosystems 经过全面测试、比较、分析，筛选出了粒径均匀、比表面积大、具有超顺磁性的磁珠作为原料，可以表现出最佳性能，有效提高捕获效率，保证结果的重现性。

ACRO 基于其独特的生物素标记蛋白产品，设计开发了一系列偶联有SARS-CoV-2 S1、SARS-CoV-2 RBD、CD3、BCMA等不同蛋白的具有超顺磁性的预偶联磁珠，这些磁珠具有低非特异性结合，高捕获效率，便捷高效的特点。特别设计的预偶联蛋白磁珠为冻干状态，可长期稳定储存。重构后即可使用，无需活化，操作简便，可大大提高您的实验效率，节约时间和成本。

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相关产品推荐：

> Cat.No. MB-12 Magnetic beads blocking buffer（推荐在免疫捕获应用中配套使用，可大幅提高捕获效率。）

> Cat.No. SMB-B01 Magnetic beads™ Streptavidin（无偶联蛋白的链霉亲和素磁珠，可用作对照品）

此外，ACROBiosystems还可提供定制化服务，全方位满足药物研发领域的不同需求。点击咨询

磁珠结合样品量

静态吸附实验表明，RBD蛋白偶联磁珠可以很好地捕获anti-SARS-CoV-2 S1抗体，磁珠载量大于40μg/mg 磁珠。

图5 RBD偶联磁珠结合抗体量曲线

RBD偶联磁珠和ACE2蛋白的结合曲线

RBD偶联磁珠和ACE2蛋白的结合曲线表明，RBD蛋白偶联磁珠可以很好地结合ACE2蛋白。

图6 RBD偶联磁珠和ACE2蛋白的结合曲线

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引用文献：

1. Kiesel, S., Haas, R., Moldenhauer, G., Kvalheim, G., Pezzutto, A., & Dörken, B. (1987). Removal of cells from a malignant B-cell line from bone marrow with immunomagnetic beads and with complement and immunoglobulin switch variant mediated cytolysis. Leukemia research, 11(12), 1119-1125.

2. Tanaka, H., Ishida, Y., Kaneko, T., & Matsumoto, N. (1989). Isolation of human megakaryocytes by immunomagnetic beads. British journal of haematology, 73(1), 18-22.

3. Hoffman, A. L., Makowka, L., Cramer, D. V., Cai, X., Banner, B., Pascualone, A., ... & Starzl, T. E. (1989). Induction of stable chimerism and elimination of graft-versus-host disease by depletion of T lymphocytes from bone marrow using immunomagnetic beads. Surgery, 106(2), 354-363.

4. Patent US5705628A，DNA purification and isolation using magnetic particles

5. Trickett, A., & Kwan, Y. L. (2003). T cell stimulation and expansion using anti-CD3/CD28 beads. Journal of immunological methods, 275(1-2), 251-255.

6. Tekin, H. C., & Gijs, M. A. (2013). Ultrasensitive protein detection: a case for microfluidic magnetic bead-based assays. Lab on a Chip, 13(24), 4711-4739.