段旭昌免疫磁珠分离技术(IMB)及在食品生产中的应用

是将免疫学+细胞生物学+磁力学结合为一体，利用磁性微球表面功能基团
的专一亲和特性或多孔吸附特性吸附特定组分，然后用外力磁场作用将吸
附了特定物质的磁珠加以分离，再经过洗脱磁珠上吸附的目标物质的一种
新型分离技术，具有广泛的用途。
几种 DNA 分离方法的比较 Comparation of several DNA extraction methods
导电聚合磁微球
聚合磁微球
对磁性微球的要求：粒径均匀、大小合适、 比表面积大、吸附力强、具有强的超顺磁 性、悬浮均匀稳定性好、不易聚集沉淀、 表面具有多种活性基团、理化性质稳定、 具有较好生物相容性、对细胞、机体、活 性物质损伤小。
三 磁性微球的制备
磁性微球制备方法：共沉淀法、悬浮聚合 法、乳液聚合法、分散聚合法、包埋法及 原子转移自由基聚合法等。
方法
传统法
鳌合树脂法
玻璃粉法
磁珠法
DNA 提取
酚 / 氯仿等 溶剂抽提
Chelex 100 树脂 吸附
玻璃粉吸附 离心分离
磁珠吸附 磁场分离
适用范围
大多数标本 DNA 提取纯化
培养及 各种临床标本
土壤标本
冰冻、陈旧组织
免疫亲和法
抗原抗体反应 磁场分离
冰冻、陈旧组织， 样本含量很少的标
本
方法评价
DNA 纯度高、含 量多，但较费时， 步骤繁琐，用有 机溶剂，有损操
磁性核材料多为Fe、Co、 Pt 、Ni等金属及其氧化物。如Fe3O4、γ- Fe2O3、 Me Fe2O3（Me= Co、Mn、Ni）、 BaFe12O19、铁钴合金（Fe-Co和NiFe）。最常用的是Fe、 Fe2O3、 Fe3O4。其中Fe3O4 应用最多。 构成磁性微球的高分子材料有天然高分子和合成高分子物质。天然高分子有明 胶、球蛋白、牛血清白蛋白、聚赖氨酸、淀粉和多种聚糖如纤维素、葡聚糖、 琼脂糖、壳聚糖、果胶等。合成高分子材料有聚苯乙烯、聚乙烯亚胺、聚乙烯 醇、聚丙烯酸（酯）及其共聚物、聚酰胺类、聚苯胺及硅烷等。这些材料可单 独用，也可复合使用。 磁性微球表面可根据需要赋予不同的功能基 团(如Biblioteka BaiduOH、－COOH、－CHO、 －NH2,—SH、—CONO2、—CONH2、—SO3H、—SiH3、—环氧基、— CHCl等)，使其表现具有疏水-亲水、非极性-极性、带正电荷-带负电荷等不同 物理性质。同时具有磁响应性，在外磁场作用下具有磁导向性。
具有均匀性、超顺免磁疫性及磁保珠护性的外壳性，质由磁性载体微球和免疫
配基结合而成，表面具有专一亲和性和吸附作用。 免疫磁珠大小和形状具有均一性， 可使靶物质迅速有效地结合 到磁珠上，可使新生成复合物在磁场中具有相同磁响应性，且 行为一致。 磁珠球形结构可消除与不规则形状粒子间的非特异性结合，顺 磁性可使磁珠置于磁场时显示其磁性，并做定向移动， 从磁场 移出时磁性消除， 磁珠分散， 可方便地进行分离和磁性导向。 保护性壳可防止磁性内核漏出或被载液腐蚀； 免疫配基可专一性结合反应体系中相应的抗原、抗体、核酸等 生物活性物质。
一 磁性微球
• 是通过一定方法将磁性无机粒子与有机高分子结合 形成的具有一定磁性及特殊结构的体积在几纳米到 几十微米之间的复合微球。
• 高分子磁性微球表面具有众多表面功能基 团，同时 具有磁响应性，在外加磁场作用下具有磁导向功能。 目前已广泛用于生物医学、细胞学和分离工程等领 域。
二 磁性微球结构、分类及特点
1.共沉淀法
金属离子在碱性条件下与高分子共沉淀，一步反应生成磁性高分子微球的方法。 2Fe3++ Fe2++8OH→Fe3O4+4H2O
Pich[等先通过单体聚合反应得到PS-AAEM颗粒分散剂，再把配制好的Fe3+、Fe2+ 溶液加入聚苯乙烯（PS）-乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯（AAEM）颗粒的分散剂中， 然后滴加NH3·H2O。Fe3O4 粒子在PS-AAEM 表面沉积，制得PS-AAEM为核心、 Fe3O4 粒子为壳层的磁性微球。微球的磁性能通过改变FeCl2 和FeCl3 的浓度或改变 PS-AAEM 核心的尺寸来控制。Xia 等把一定配比的FeCl2、FeCl3 与葡聚糖（dextran T-10）共混，然后滴加NH3·H2O，在超声连续作用下水浴加热，制得以Fe3O4 为 核、dextran 为壳的磁性微球。杨玉东等把一定配比的FeCl3·6H2O、FeCl2·6H2O 与配体（如二亚乙基三胺五乙酸（DTPA）或乙二氨四乙酸（EDTA）等）组成的 混合液体加入到75℃的葡聚糖T-10 溶液中，并快速滴加NH3·H2O，制备了葡聚糖 为壳、氧化铁为核的磁性微球。
2聚合法制备磁性微球过程
异相聚合法包括分散聚合、乳液聚合、悬浮液聚合三种。该法是 将磁性粒子用表面改性剂、偶联剂、引发剂等处理后分散到含有 聚合物单体的溶剂中进行聚合反应。通常以磁性粒子为活性中心 进行单体聚合。
四 磁性微球分离技术MACS(Magnetic Activated Cell Sorting)
作者健康。
可用于培养标本 和各种临床标本 细菌及部分病毒
核酸的提取。
方法简便，可用于 土壤中细菌芽孢
DNA 的提取，不能 彻底除去PCR抑制 剂。
简单、快速，整 个过程不到 2h ， 可获得较纯
DNA 。 适于少 量样本。
DNA 纯度高，含量 多，适于样本含量 少标本，单克隆抗 体的制备是关键。
五 免疫磁珠
免疫磁珠（IMB）也称免疫磁性微球， 是在磁性微球表面偶联上免疫配基的一 种磁性微球，是将磁性微球技术和免疫 学相结合的特殊磁性微球。
六 免疫磁珠的结构与性质
免疫磁珠核心为顺磁性粒子，核心外层包 裹一层高分子材料， 最外层是免疫配基。
• 免疫配基
免疫配基通过生物高分子的功能基团结合到磁性载体微球 上形成免疫磁珠。由于载体微球制备材料和方法不同，其 表现出的物理性质也不同， 从而可结合不同的免疫配基， 如抗原、抗体、凝集素、DNA 和RNA 等。配基必须具有 生物专一性的特点， 而且载体微球与配基结合要不影响或 改变配基原有的生物学特性， 保证磁珠的特殊识别功能。
免疫磁珠分离技术（IMB） 及在食品生产中的应用
段旭昌 副教授 2013 9 10
提 磁性微球 纲
磁性微球结构、分类及特点 磁性微球的制备 磁性微球分离技术 免疫磁株 免疫磁珠结构与性质 免疫磁株的特点 免疫磁珠的分类 免疫磁珠的制备 免疫磁珠分离技术 免疫磁珠技术的应用 免疫磁珠在食品安全检测中的应用 免疫磁珠与其它检测手段的联用 免疫磁珠技术在其他领域的应用 免疫磁珠技术的优缺点及发展望