納微米級的磁性復合微粒具有較高的比表面積表現出較強的吸附能力.磁性微球表面也可通過(guò)共聚、表面修飾等賦予不同的活性基團，如-COOH、-NH2、-OH、-SH、-NHS、-CHO、-Epoxy等.由此可通過(guò)物理吸附、共價(jià)作用等將抗體、酶、核酸及寡核苷酸等生物活性物質(zhì)偶聯(lián)在其表面。表面固定有鏈親和素的磁性復合微粒還可與生物素標記的生物分子特異結合而將其固定在磁性微粒表面。通常情況下，磁性復合微粒通過(guò)熱運動(dòng)保持膠體的穩定性，在外加磁場(chǎng)作用下。磁性粒子的超順磁性可保證其既可被快速分離，本身又不會(huì )被磁化。因此，偶聯(lián)有生物分子的磁性復合微粒在環(huán)境監測、酶的固定化、靶向給藥、免疫分析、細胞分離、核酸分離純化等方面已經(jīng)得到廣泛的應用。其主要應用包括以下5個(gè)領(lǐng)域：
1、生物分子檢測
磁性微球可通過(guò)表面包被的特異性抗體或核酸探針，與含有相應抗原或靶片斷的物質(zhì)特異性結合形成復合物，在磁場(chǎng)作用下，這種復合物可與其它組分分離，在進(jìn)一步引入報告信號基團(如顯色、熒光、化學(xué)發(fā)光等)后，可用于生物分子的檢測.磁性復合微粒與抗體或核酸探針可通過(guò)物理吸附與共價(jià)偶聯(lián)兩種形式結合，吸附結合依靠微粒表面對抗體或核酸探針的非特異吸附力，而共價(jià)結合依靠微粒表面的活性基團與抗體或核酸探針?lè )肿又泄δ芑鶊F的共價(jià)反應.由于磁性復合微粒*富集和快速分離能力、較高的比表面積以及表面結合生物分子對相應靶物質(zhì)的識別作用，已在分析檢測中得到廣泛的應用.如基于抗體/抗原的ELISA檢測，與傳統的以酶標板為載體的ELISA相比具有更高的檢測靈敏度，操作更為簡(jiǎn)單;對蛋白質(zhì)和小分子藥物的檢測還可結合熒光免疫、光纖傳感，磁分離及流動(dòng)注射等技術(shù)實(shí)施進(jìn)行。
2、靶向給藥及治療
口服或靜脈注射的藥物通過(guò)全身血液循環(huán)使正常組織和器官受到一定的毒副作用，同時(shí)，藥物在病患部位的有效濃度有時(shí)也不能得到保證.靶向給藥，尤其是惡性腫瘤靶向藥物治療已成為科學(xué)家研究熱點(diǎn).磁靶向給藥的特點(diǎn)是在磁場(chǎng)作用下，藥物能夠克服在體內運輸過(guò)程中遇到的各種生理屏障，到達靶向位點(diǎn).良好的藥物靶向治療有助于增加病灶部位藥物濃度，減少藥物用量，降低不良反應，具有良好的應用前景。
3、細胞的分離
細胞分離與純化對細胞形態(tài)研究、細胞組成與功能分析等領(lǐng)域具有重要意義。傳統細胞分離方法主要有等密度沉降、動(dòng)力梯度沉降、差式沉降，離心洗提、雙水相分離和流式細胞儀分選(FACS)等方法。這些方法多基于細胞大小，密度、表面電荷等物理特征分離?；诖判詮秃衔⒘毎诌x，主要是將針對細胞表面特定抗原的單克隆抗體或其他親和配基通過(guò)直接或間接的方法固定在磁性微粒表面，利用親和作用將細胞固定在磁性微粒表面.在外磁場(chǎng)作用下.固定在磁性微粒表面的細胞發(fā)生定向移動(dòng)，從而實(shí)現特定細胞的分離。與流式細胞儀分選細胞相比，磁性復合微粒分離細胞簡(jiǎn)單、快速，得率和純度較高，成本較低。
磁性微球分選細胞常用策略有陰性分選和陽(yáng)性分選兩種。陽(yáng)性分選是指將目的細胞磁性標記后，通過(guò)磁性分離直接獲得，其特點(diǎn)是操作簡(jiǎn)便，所得目的細胞純度高;缺點(diǎn)是磁珠與細胞直接結合，會(huì )影響細胞某些特性.另外，還需對細胞進(jìn)行解離，以便進(jìn)行分析和后續培養。陰性分選是指將非目的細胞通過(guò)磁性標記后將其除去而得到目的細胞。其特點(diǎn)是磁性微粒不直接與目的細胞接觸，細胞所受損害程度低，可分離缺乏針對目的細胞的特異性抗體的樣品，分選后不需解離步驟而直接獲得游離的目的細胞;但方法要求對樣品中所分離細胞種類(lèi)明確，需要有針對所有非目的細胞的單克隆抗體。將針對細胞表面抗原的單克隆抗體包被在磁性微粒表面，與細胞孵育后直接將其分離的方法稱(chēng)為直接分選。當沒(méi)有直接標記的磁性微粒時(shí)，可將固定有鏈親和素、抗生物素抗體、抗熒光素抗體、二抗等抗體的磁性微粒與針對細胞表面抗原的一抗結合，再與細胞孵育，或將細胞與其單抗孵育后再與磁珠結合，從而分離目的細胞和非目的細胞的方法稱(chēng)為間接分選。
4、生物醫學(xué)診斷
磁性微球具有生物相容性和可降解性，無(wú)毒副作用，加之在外加磁場(chǎng)中具有響應性，因而可被用于生物醫學(xué)診斷領(lǐng)域中。表面偶聯(lián)有核酸探針的納米級磁性復合微?？蛇M(jìn)入機體細胞核并與核內染色體組合，因而具有很高的反應特異性。目前腫瘤診斷方法主要是建立在組織細胞水平的病理學(xué)檢測方法，但該方法只能在腫瘤形成后進(jìn)行切片分析，不能有效的對腫瘤進(jìn)行早期診斷。目前，磁性復合微粒作為磁學(xué)共振成像的對照試劑在腫瘤診斷中得到了越來(lái)越廣泛應用，如通過(guò)向聚乙烯乙二醇包被的磁性復合微粒偶聯(lián)特異性抗體，再通過(guò)靜脈注射并靶向定位到裸鼠的腫瘤部位。24小時(shí)后進(jìn)行磁學(xué)共振成像檢測，百分之五十的腫瘤部位可以明顯地觀(guān)察到指示信號。目前美國FDA已經(jīng)批準將葡聚糖磁性納米粒子用于磁共振成像(MRI)的新型造影劑。
5、生物分子的分離純化
核酸、蛋白質(zhì)等生物分子物質(zhì)的分離純化是生物醫學(xué)研究中的重要課題。將特異的蛋白質(zhì)/抗體或核酸探針固定在磁性復合微粒上，將微粒與生物樣品共同孵育后，可在磁場(chǎng)作用下分離表面固定有生物分子復合物的磁性復合物，通過(guò)改變條件可將目的生物分子從磁性復合微粒上洗脫下來(lái)。利用磁性復合微粒分離純化生物分子有以下的優(yōu)點(diǎn)：①結合速度快：磁性復合微球巨大的比表面積使其更充分地與樣品中反應，能很快達到對目標分離物質(zhì)的結合平衡。②改變外界條件可方便、快速將生物分子從磁性微粒上洗脫下來(lái)。磁性復合微粒已被用于蛋白質(zhì)、DNA、mRNA以及其它生物分子的純化。
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