小磁珠，大用途——核酸提取的必备军

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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”。近年来，磁珠已成为核酸提取过程中最常用的工具之一。

通过对磁珠进行一定的包被（如硅基、氨基、羧基等），可以实现对核酸的高通量、自动化提取。那么什么是磁珠？磁珠有哪些种类？磁珠核酸提取法有哪些特点？目前有哪些磁珠核酸提取试剂盒产品？这些问题会在本专题中为你一一解答。

磁珠的概念和分类

小磁珠，大用途——核酸提取的必备军

根据不同的表面处理与标记，可将磁珠分成各种不同的应用类型：TiO2磷酸化多肽富集磁珠

磁珠表面覆盖有一层TiO2材料，可以选择性的与磷酸化的氨基酸残基：丝氨酸(Ser)、酪氨酸(Tyr)、苏氨酸(Thr)结合，而与酸性的氨基酸残基的非特异性结合最小。与传统的IMAC技术相比，其灵敏度提高了1000倍，富集后磷酸化蛋白的质谱检出限达100 fmol。

谷胱甘肽(GSH)磁珠

该磁珠表面包被有琼脂糖，并偶联有谷胱甘肽，可以特异性的与谷胱甘肽-S-转移酶(GST)结合，因而可用于纯化带有GST标签的重组蛋白。TALON"磁珠。TALON磁珠的原理是基于采用Co离子的固定化金属离子亲和技术(IMAC)，可用于纯化带有组氨酸标签(6xHis)的重组蛋白。

Protein A和Protein G磁珠

带有Protein A或Protein G基团的磁珠，可广泛应用于IgG的纯化、免疫沉淀(IP)和免疫共沉淀(Co-IP)等。

硅质膜磁珠

这是一类最早出现的产品，广泛应用于DNA、RNA的纯化。其原理类似于使用硅质膜的离心柱，磁珠在高盐条件下与核酸结合，而在低盐环境下被洗脱，可用于全血、组织、细菌、病毒、植物等的核酸纯化。

反相RPC磁珠

类似于反向层析的原理，可用于多肽的分离纯化。Jimenez等使用KingFisher96和Dynabead? RPC 18磁珠仅需20min就可以平行处理96个样品，用于与疾病相关的血清中肽段表达谱的研究。

ChargeSwitch?磁珠

ChargeSwitch磁珠的原理类似于离子交换技术，磁珠在pH & 6.5的缓冲液中带正电，可与带负电的核酸结合；在pH< 8.5的缓冲液中磁珠带负电，使得之前吸附的核酸从磁珠上释放。ChargeSwitch磁珠可在KingFisher平台上完美使用。

核酸提取新兴力量——磁珠法

小磁珠，大用途——核酸提取的必备军

自沃森、克里克的DNA双螺旋模型诞生，生物学进入到了一个全新的时代，在生物学界言必DNA，论必中心法则，对DNA的提取成为生物医药领域甚至农林牧渔等领域内所有学科科学研究的基础，随着基因诊断、转基因食品检测、个性化医疗等的快速发展，现在的核酸提取技术已经不能够满足当今生物技术的需要，急需能够高通量、自动化的核酸提取方法。在这种背景下，磁珠法核酸提取应运而生。

核酸提取法的原理

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。

磁珠法核酸提取的优势

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。

试剂盒产业——盘点八大磁珠法核酸提取试剂盒

小磁珠，大用途——核酸提取的必备军

磁珠法核酸提取技术产生于20世纪80年代，目前已经有了成熟的试剂盒并形成为产业。磁珠法核酸提取试剂盒是综合纳米技术、分子生物学技术、生物医学技术和法医学技术的高科技产品。可广泛应用于分子生物学的基因组研究、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、移植配型、法医生物样本血斑等现场证物的检测、司法上的亲自或血缘关系的鉴定等领域。

常用的磁珠法核酸提取试剂盒，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。

随着磁珠法核酸的广泛应用，无论在病毒、细菌还是在真核生物核酸提取领域中都有相对应的磁珠法核酸提取试剂盒可供使用，以下为你一一盘点常见的国内八大磁珠法核酸提取试剂盒的情况。

磁珠法病毒DNA/RNA提取试剂盒

磁珠法病毒DNA/RNA提取试剂盒可从血清、血浆、淋巴液、无细胞体液、细胞培养上清液、尿液或各种病毒保存液中分离纯化高质量病毒DNA/RNA。提取的病毒DNA/RNA得率高、纯度高、质量稳定可靠，提取的产物可用于下游分子实验如反转录、PCR、RT-PCR、荧光定量PCR等。该类试剂盒操作过程简单、快速，不需酚、氯仿等有毒的有机溶剂抽提，无需离心、沉淀的耗时步骤目前国内生产磁珠法病毒DNA/RNA提取试剂盒的公司有上海百运纳米、北京金麦格、上海宝曼、天根生化、北京美科美等。

磁珠法细菌基因组DNA提取试剂盒

细菌基因组DNA提取试剂盒既适用于革兰氏阴性菌基因组DNA的提取，也可适用于革兰氏阳性菌基因组DNA的提取。试剂盒利用超顺磁性颗粒在特定条件下吸附核酸的原理纯化DNA，纯化后的基因组DNA适用于多种后续实验，如PCR、限制性酶切消化、基因测序等。试类型试剂盒操作过程简单、快速，不需酚、氯仿等有毒的有机溶剂抽提，无需离心、沉淀的耗时步骤。

目前国内生产磁珠法细菌基因组DNA提取试剂盒的公司主要有洛阳惠尔纳米、上海宝曼、北京金麦格、天根生化等

磁珠法质粒提取试剂盒

质粒抽提即去除RNA，将质粒与细菌基因组DNA分开，去除蛋白质及其它杂质，以得到相对纯净的质粒。特殊包被的磁珠，在一定条件下对目的DNA具有很强的亲和力，而当条件改变时，磁珠释放吸附的DNA，能够达到快速分离纯化DNA的目的，可从样品中分离纯化高质量质粒DNA。磁珠法质粒提取试剂盒具有不涉及有毒试剂，安全、便捷、提取的DNA纯度高等特点。提取的质粒可用于各类下游分子生物学实验。

目前国内生产磁珠法质粒提取试剂盒的公司很多，包括海狸纳米、惠尔纳米、应诺生物、北京康为等。

磁珠法全血基因组DNA提取试剂盒

磁珠法全血DNA提取试剂盒采用特殊包被的生物磁珠，通过独特分离作用的缓冲液系统，从全血中分离纯化高质量核酸。试剂盒提供了一种简单、快速、高效的血液DNA提取方法，适用于从新鲜或冷冻抗凝血（柠檬酸盐、EDTA、肝素处理过的血液样品）中提取血液DNA。使用磁珠法全血DNA提取试剂盒纯化的核酸可适用各种常规模操作，包括酶切、PCR文库建立、分子标记、southern杂交试验。

目前国内生产全血基因组DNA提取磁珠试剂盒的公司很多，如海狸纳米、洛阳惠尔纳米、上海宝曼等公司。

磁珠法血浆游离DNA提取试剂盒

血浆样本由于DNA含量低，DNA片段小，对提取工作要求较高，产品检测多需要PCR扩增才能完成。血浆游离磁珠法DNA提取试剂盒无论在灵敏度还是稳定性上都表现突出。该类试剂盒操作过程简单、快速，不需酚、氯仿等有毒的有机溶剂抽提，无需离心、沉淀的耗时步骤。

目前国内生产血浆游离磁珠法DNA提取试剂盒的公司很多，海狸纳米、北京金麦格、上海宝曼等。

磁珠法动物组织基因组DNA提取试剂盒

磁珠法动物组织基因组DNA提取试剂盒适用于动物组织中基因组DNA的提取具有耗时少、操作简单、安全无毒和效果稳定等特点。

目前国内生产磁珠法动物组织基因组DNA提取试剂盒的公司有洛阳惠尔纳米、安科纳米等。

磁珠法植物基因组DNA提取试剂盒

磁珠法植物基因组DNA提取试剂盒利用磁性纳米分离技术从植物组织中提取基因组DNA，提取过程简单快速，整个提取过程安全无毒。适用于核酸自动化提取平台。提取的基因组DNA纯度高，可以应用到下游各类分子生物学实验。
目前国内生产磁珠法植物基因组DNA提取试剂盒的公司有洛阳惠尔纳米、安科纳米等。

磁珠法PCR产物纯化试剂盒

磁珠法PCR产物纯化试剂盒适合于从各种PCR产物或酶促反应液中高通量快速地回收核酸片段，能有效地去除PCR产物或酶促反应液中的寡聚核甘酸、引物二聚体、盐、蛋白质等污染。纯化的产物可直接用于测序、酶切、杂交、PCR等实验。该系统操作简单，可以同绝大多数的核酸纯化仪相配合使用，整个操作流程可完全被自动化。

目前国内生产磁珠法PCR产物纯化试剂盒的公司有海狸纳米、百运纳米、深圳易瑞、上海联硕等。

结语

小磁珠，大用途——核酸提取的必备军

在分子生物学及基因组学中，核酸提取实验过程会经常用到磁珠。无论你是科研小王子还是酱油小公主，了解磁珠法核酸提取都是很有帮助的。小编在读研期间用了三年的磁珠，最大的感悟是：倘若没有磁珠，就没有清晰可见的DNA提取效果图，也没有漂亮的PCR效果图，更不用说SCI了。

来源：生物探索