磁珠法细胞分选：原理、策略与应用

磁珠在细胞分选

磁珠，虽为微小颗粒，却有着令人惊叹的广泛应用：上可分离核酸，下可捕获细胞。磁珠法细胞分选融合了磁力学、免疫学和细胞生物学等多学科技术，为细胞分离纯化开辟了全新思路。

一、细胞分选方法介绍

细胞分选，亦称细胞分离纯化，是指从样本中分离并富集目标细胞，在诊断、治疗以及细胞学基础研究中具有极其重要的作用。细胞分选方法总体上可分为以下三种：

（一）基于细胞培养特性的分选技术

该方法是一种相对简单的细胞分离技术，主要依据细胞在培养过程中的不同黏附能力进行分离，贴壁细胞是其主要分选对象。然而，细胞的贴壁生长情况受到多种因素的限制，分选得到的细胞中往往包含较多非目标细胞，纯度较低；此外，分选过程需要进行细胞培养，耗时较长，可能会导致细胞功能和基因表达的改变或丧失。

（二）基于细胞物理性能的分选技术

该方法通常基于细胞本身的物理特性（如大小、密度等），在外部作用（如声波、流体动力、电场等）条件下，对目标细胞进行分离纯化。例如，通过密度梯度离心分选不同沉降系数的细胞，通过过滤分选不同大小的细胞。

（三）基于生化亲和力的细胞分选技术

该方法通过与细胞表面的亲和配体形成分子间作用力或作为标记识别来分离细胞，其分选方法主要有以下三种：

基于亲和层析柱的细胞分选方法，即Cell-affinity Chromatography（CAC）；
基于流式细胞技术的分选方法，即Fluorescence-Activated Cell Sorting（FACS）；
基于磁珠分离纯化的细胞分选方法，即Magnet-Activated Cell Sorting（MACS）。

其中，磁珠法分选细胞操作简便，能够在较短时间内获得高纯度的目的细胞，且无需大型仪器设备，因此在细胞分选中得到了广泛应用。

二、磁珠法细胞分选

（一）细胞分选磁珠要求

磁珠法细胞分选是基于磁珠表面的官能团，通过与细胞表面配体的直接或间接相互识别作用，实现对目标细胞的特异性捕获与分离。用于细胞分选的磁珠大多为免疫标记磁珠，即磁珠表面直接或间接耦联有抗体，能够与目标细胞表面抗原发生特异性识别。

直标磁珠耦联标记抗体，可与细胞上的抗原识别结合，使磁珠直接与细胞连接，从而可通过磁性分离获得目标细胞；间标磁珠耦联通用官能团，通过识别细胞上标记的一抗，对目标细胞进行捕获。常用的间标磁珠包括抗免疫球蛋白磁珠、抗生物素磁珠、抗链霉亲和素磁珠和抗荧光素磁珠等。间标磁珠的使用，极大地扩展了细胞分选的范围，研究者可以利用自备的抗体或配体对目标细胞进行分离纯化。

（二）磁珠法细胞分选策略

在磁珠法分选细胞的过程中，依据目标细胞是否直接被磁珠捕获并分离获得，可将分选策略分为正选和负选两种方法。

正选

正选是指目标细胞被磁性标记后，通过磁性分离直接分选出被捕获的目标细胞，该方法也被称为阳性分选。其操作过程如下图所示。

首先，磁珠通过直接或间接的方式与目标细胞结合，从而使目标细胞带上磁性标记；随后，利用外加磁场将带有磁性的目标细胞吸附并固定，而非目标细胞及其他杂质则存留于液体中，可被去除；最后，加入洗脱液对细胞进行洗脱，即可收集到目标细胞。正选方法仅需使用一种抗体标记的磁珠，便能获得纯度较高的目标细胞，操作过程简单且直接。然而，需要注意的是，经此方法洗脱获取的目标细胞上标记有磁珠，可能会对细胞产生一定的激活作用，进而影响后续的下游应用。

负选

负选是将磁性标记应用于非目标细胞上，通过磁性分离去除非目标细胞，而收集的上清液则包含目标细胞，该方法也被称为阴性分选或去除分选。其操作过程如下图所示：

在非目标细胞上标记磁性，使其在磁性分离过程中被吸附固定，而目标细胞则留存于上清液中，可被收集获取。通过负选获得的目标细胞未被磁珠标记，因此无需进行磁珠去除操作。然而，为了有效去除非目标细胞，通常需要使用多种抗体标记的磁珠，这使得成本相对较高。

复合分选

复合分选是将正选和负选两种方法相结合的一种分选策略。具体操作是先通过负选去除非目标细胞，再通过正选获取目标细胞。对于稀有、珍贵的细胞样本，采用复合分选方法能够有效提高目标细胞的纯度，确保在去除杂质细胞的同时，最大程度地保留目标细胞的活性和功能。

（三）磁珠法细胞分选方式

在运用磁珠法分选细胞时，依据细胞分选过程中是否使用分离柱，可将分选方式划分为有柱式和无柱式两种。

（1）有柱式分选

在有柱式分选过程中，当样本流经分离柱时，磁性标记的细胞会被吸附并固定于分离柱内，而液体则在流动过程中得以分离。在撤去磁场之后，再次加入液体，即可收集分离柱中磁性标记的细胞。

（2）无柱式分选

在无柱式分选过程中，将装有样本的试管置于磁场中，被磁性标记的细胞能够聚集并固定于试管一侧，而未被磁性标记的细胞及其他杂质则可直接倾倒或利用移液器吸出并转移。在撤去磁场之后，加入液体，即可重悬磁性标记的细胞。

三、总结

细胞分选在免疫细胞治疗（如CAR-T疗法等）以及单细胞分析等诸多领域有着广泛而重要的应用，其关键指标主要包括纯度、回收率和活力。磁珠法细胞分选凭借其特异性识别以及靶向捕获的显著优势，能够有效提升目标细胞的纯度与回收率。然而，磁珠的引入也可能对细胞的活性或功能产生一定影响。为解决这一问题，目前已有可逆结合的磁珠应用于细胞分选领域。此类磁珠与目标细胞之间的亲和力可根据需要进行灵活调整，最终能够获得无标记的目标细胞，从而使其在下游应用中具有更广泛的适用性。

利用磁珠分选细胞，操作过程简单快捷，对仪器设备以及操作人员的专业要求相对不高。此外，磁珠本身兼具液体流动性和载体固定化的双重特性，使得细胞分选过程更易于实现自动化操作。同时，磁珠载体还具有灵活的改造空间。无论是基于NHS磁珠的共价交联反应，还是利用链霉亲和素磁珠与生物素之间的亲和作用，均可使磁珠标记上不同的抗体，进而实现对不同细胞表面抗原的识别，从而能够满足更多细胞分离或分类的需求。

名称	货号	规格
血液RNA提取试剂盒（磁珠法）	abs60567-50T	50T
组织DNA提取试剂盒（磁珠法）	abs60635-50T	50T
免疫(共)沉淀(IP/CoIP)试剂盒（磁珠法）	abs9649-10T	10T
1um羧基磁珠	abs7986-2ml	2ml