磁固相萃取（MSPE）的原理、應用與發(fā)展
一、磁固相萃取的原理
在各種物質檢測的前處理中，磁固相萃取和固相萃取法（SPE）均為常用的樣本純化與富集技術，但兩者在原理、操作流程等方面既有相似性，又存在顯著差異。固相萃取的原理是利用固相表面修飾物與目標化合物特異性或非特異性地結合，從這個角度兩者是相似的，但固相萃取一般是通過柱層析的方式完成結合過程，而磁固相萃取是外部磁場的作用下聚集和分散，從而完成混合、移液、清洗等步驟，實現(xiàn)目標化合物的分離和純化。
根據(jù)結合特性，磁固相萃取可分為特異性磁珠提取法和非特異性提取法，特異性磁珠提取法通常用于易于獲得配合物的核酸及大分子物質的提取，非特異性磁珠提取法通常用于小分子物質的提取。因為大分子（如核酸、蛋白質）具有復雜的結構（如雙鏈DNA的堿基序列、蛋白質的抗原表位），易獲得抗體，而分子量小（<1000 Da）的物質，缺乏可供特異性識別的抗原結構，難以直接偶聯(lián)抗體或探針。因此，非特異性磁珠提取法在功能化載體和結合方式上與固相萃取法一致。
二、磁固相萃取與固相萃取法比較
固相萃取（SPE）法是一種基于液-固分離萃取的樣品前處理技術，原理是利用固體吸附劑將液體樣品中的目標化合物吸附，與樣品的基體和干擾化合物分離，然后再用洗脫液洗脫，達到分離和和富集的目的。
固相萃取技術原理
相較于固相萃取法，磁珠萃取法操作更簡便，自動化程度更高，且減少了樣品轉移過程中的損失，在一定程度上提升了檢測效率和準確性。不過，磁珠萃取法也存在成本高、載量有限等問題，這也是其與固相萃取法相比的顯著差異。
磁珠提取法原理（核酸分子）
表1：磁珠萃取與固相萃取詳細比較
三、磁固相萃取的發(fā)展
磁珠萃取法的發(fā)展與納米技術、材料科學的進步緊密相連。早期，磁珠主要應用于免疫學領域，用于細胞分離、蛋白質純化等。隨著納米技術的成熟，科研人員能夠制備出粒徑更小、均一性更好、表面性質更可控的磁性納米顆粒，極大地拓展了磁珠的應用范圍。在臨床檢測領域，磁珠萃取法逐漸嶄露頭角。眾多企業(yè)紛紛投入研發(fā)，不斷優(yōu)化磁珠的性能和萃取流程。國際巨頭率先布局：賽默飛?推出集成磁珠萃取功能的全自動磁珠純化儀，通過磁珠表面修飾靶向受體，每次運行可以處理24或96份樣本；羅氏則將磁珠萃取技術與電化學發(fā)光檢測結合，開發(fā)出全自動管式磁微粒液質聯(lián)用系統(tǒng)，極大地提升了檢測效率和準確性；島津公司使用磁珠法建立了針對蛋白質類大分子生物標志物及小分子化合物的質譜檢測方案，積極推進磁珠法在臨床研究中的應用......
四、磁固相萃取在臨床質譜中面臨的挑戰(zhàn)
眾多企業(yè)不斷研發(fā)推出磁珠萃取技術產(chǎn)品，但并未得到規(guī)模化應用，臨床使用價值嚴重缺失。在過往對臨床質譜的宣傳報道中，鮮有報道客觀提及甚至有意回避磁珠萃取法的不足，本文以專業(yè)視角為大家深度分析磁珠萃取面臨的挑戰(zhàn)。
01. 載量缺陷：高、低濃度樣本難以兼容在復雜樣本檢測中，磁珠萃取的載量缺陷暴露無遺。
以治療藥物監(jiān)測為例，患者血液中同時存在治療濃度的利培酮與卡馬西平，二者濃度相差數(shù)千倍，由于磁珠萃取載量限制，難以同時兼容高、低濃度樣本，高濃度樣品中的目標物會優(yōu)先被磁珠吸附，導致低濃度樣品中的目標物無法有效吸附，從而影響整體的提取效果。但這一缺陷并不是磁固相萃取獨有的，固相萃取甚至液相萃取也存在類似問題，可以通過分布萃取來解決，譬如先將高濃度化合物進行一定處理，然后再進行固相萃取。
02.兼容性缺陷：多目標物檢測提取困難臨床質譜在測定多品種項目時，往往面臨目標物親水性和疏水性、其他提取性能相差較大的問題，而磁珠萃取的兼容性缺陷也隨之暴露。
以激素測定為例，3 羥基以上激素水溶性明顯大于其他激素，且多羥基激素體內(nèi)濃度很低，磁珠萃取時，無法保證這些目標物的有效提取。同樣的現(xiàn)象也在兒茶酚胺檢測中存在。市場上部分磁珠法兒茶酚胺檢測試劑盒，直接砍掉部分難以兼容提取的項目，將原本8項檢測縮減至6項，導致關鍵臨床應用價值縮水。這種“削足適履”的做法，不僅無法滿足臨床全面檢測的需求，更可能影響疾病的準確診斷和治療。
表2：磁珠萃取缺項性具體案例
03.高危性缺陷：磁珠破碎引發(fā)色譜柱致命堵塞磁珠體積雖小，卻有可能成為質譜系統(tǒng)的“高危隱患”。
在臨床實驗室真實場景中，磁珠震蕩混勻、機械臂移液擠壓，甚至運輸途中的顛簸，都可能導致納米級微球破裂。這些破碎的磁珠碎片一旦進入色譜柱，會造成致命堵塞，長期積累會導致儀器靈敏度下降、峰形畸變，影響分離效果和定量準確性。色譜柱是分離檢測中核心的、高價值的材料，損壞后難以進行維護。可以通過添加過濾步驟或預柱處理客服該缺陷。
04成本缺陷：低定價項目難以承重磁珠萃取法的高端定位，首先體現(xiàn)在較高的成本上。
以臨床常用的檢測項目為例，例如藥物濃度檢測項目成本在50~100元，僅磁珠單項成本就高達5-20元，結合色譜柱等其他耗材及設備維護成本，導致低定價項目難以有效開展。在大規(guī)模檢測中尤為凸顯。若采用磁珠法開展大規(guī)模新生兒遺傳代謝病篩查，僅前處理成本就可能讓醫(yī)院不堪重負。不僅如此，磁珠萃取還需要配套的自動化磁分離設備，單臺采購成本超百萬元，后續(xù)維護、耗材更換也需要持續(xù)投入。隨著市場的逐漸擴大，磁珠的合成成本可以大幅降低到與固相萃取相當甚至更低的成本。
五、面對磁珠技術挑戰(zhàn)
普睿邁格生物專注研究磁固相取技術，通過深度比對磁珠萃取與固相萃取技術，融合兩者長處，突破固有技術瓶頸，探索研發(fā)更加先進可靠的萃取技術，應用于核酸（http://www.posuichina.com/Product/Simagbead/DNA-MNP/）、蛋白（http://www.posuichina.com/Product/Proteinextract/）、蛋白質組（http://www.posuichina.com/Product/MSpretreatment/proteomics/）、小分子化合物（http://www.posuichina.com/Product/MSpretreatment/Metablics/）等領域，致力于為臨床檢測帶來顛覆性變革......
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