磁珠，小小顆粒，上可分離核酸，下可捕獲細胞，應用之廣令人嘆絕。磁珠法細胞分選，結合磁力學、免疫學和細胞生物學等技術，為細胞分離純化打開了新思路。

一、細胞分選方法介紹

細胞分選，也被稱為細胞的分離純化，即對樣本中的目標細胞進行分離富集，在診斷、治療和細胞學基礎研究中均具有重要作用。細胞分選方法總體上可分為三種：基于細胞培養(yǎng)特性的分選技術、基于細胞物理性能的分選技術和基于生化親和力的細胞分選技術。

(1) 基于細胞培養(yǎng)特性的分選技術：該方法是一種比較簡單的細胞分離技術，根據細胞在培養(yǎng)過程中的不同黏附能力進行分離，貼壁細胞是該方法的主要目標細胞。但細胞的貼壁生長情況受限于多種因素，其分選的細胞包含較多非目標細胞，純度偏低；而且分選過程需進行細胞培養(yǎng)，耗時較長，可能會造成細胞功能和基因表達的喪失。

(2) 基于細胞物理性能的分選技術：該方法通?；诩毎旧淼奈锢硖匦裕ㄈ绱笮』蛎芏鹊龋谕獠孔饔茫ㄈ缏暡?、流體動力和電場等）條件下，對目標細胞進行分離純化。如通過密度梯度離心分選不同沉降系數的細胞、通過過濾分選不同大小的細胞。

(3) 基于生化親和力的細胞分選技術：該方法通過與細胞表面的親和配體形成分子間作用力或作為標記識別來分離細胞，其分選方法有三種：

①基于親和層析柱的細胞分選方法， Cell-affinity Chromatography(CAC)；

②基于流式細胞技術的分選方法，Fluorescence-Activated Cell Sorting (FACS)；

③基于磁珠分離純化的細胞分選方法，Magnet-Activated Cell Sorting (MACS)。

其中，磁珠法分選細胞操作簡單，可在較短時間內獲得高純度的目的細胞，且無需大型儀器，因此是細胞分選中較為常用的方法之一。

二、磁珠法細胞分選

1）細胞分選磁珠要求

磁珠法細胞分選是基于磁珠上的官能團，直接或間接地與細胞表面配體相互識別作用后，進行特異性捕獲分離的。用于細胞分選的磁珠多為免疫標記磁珠，即磁珠上直接或間接耦聯抗體，與目標細胞表面抗原特異性識別。

直標磁珠耦聯標記抗體，可與細胞上的抗原識別結合，使磁珠直接與細胞連接，從而可通過磁性分離獲得目標細胞；間標磁珠耦聯通用官能團，通過識別細胞上標記的一抗，對目標細胞進行捕獲，常用的間標磁珠有抗免疫球蛋白磁珠、抗生物素磁珠、抗鏈霉親和素磁珠和抗熒光素磁珠等。間標磁珠擴展了細胞分選范圍，研究者可使用自備的抗體或配體對目標細胞進行分離純化。

2）磁珠法細胞分選策略

磁珠法分選細胞時，根據目標細胞是否直接被磁珠捕獲后分離獲得，可將其分成正選和負選兩種方法。

①正選：是指目標細胞被磁性標記后，通過磁性分離直接分選出被捕獲的目標細胞，該方法也稱為陽性分選。其操作過程如下圖所示

首先，磁珠直接或間接與目標細胞結合，使得目標細胞標記上磁性；通過外加磁場將目標細胞吸附固定，非目標細胞等雜質存留于液體中可被除去；加入洗脫液洗脫細胞，即可收集到目標細胞。正選方法只需用一種抗體標記的磁珠便可獲得純度較高的目標細胞，操作簡單直接，但最后洗脫獲取的目標細胞上標記有磁珠，可能對細胞有一定激活作用，致使下游應用受到影響。

②負選：將磁性標記于非目標細胞上，通過磁性分離去除非目標細胞，而收集的上清液則包含目標細胞，該方法也稱為陰性分選或去除分選。其操作過程如下圖所示：

在非目標細胞上標記磁性，使其在磁性分離時被固定，而目標細胞則留存于上清液中，可被收集獲取。負選獲得的目標細胞未被磁珠標記，無需去除磁珠，但為去除非目標細胞，需使用多種抗體標記的磁珠，成本相對較高。

③復合分選：將正選和負選兩種方法進行結合，先通過負選去除非目標細胞，再通過正選獲取目標細胞。對于稀有、珍貴的細胞，通過復合分選可獲得高純度目標細胞。

3）磁珠法細胞分選方式

利用磁珠法分選細胞時，還可根據細胞分選過程中是否使用了分離柱，將分選方式分為有柱式和無柱式兩種。

①有柱式分選：使用過程中，當樣本流經離心柱時，磁性標記的細胞將被吸附固定于離心柱中，液體則在流動過程中被分離，撤去磁場后，再加入液體則可收集離心柱中磁性標記的細胞。

②無柱式分選：使用過程時，將裝有樣本的試管置于磁場中，被磁性標記的細胞則可聚集固定，無磁性標記的細胞等雜質，則可直接傾倒或利用移液器吸出轉移；撤去磁場后，加入液體則可重懸磁性標記的細胞。

三、總結

細胞分選在免疫細胞治療(CAR-T等)和單細胞分析等領域應用廣泛，其三個關鍵指標為純度、回收率和活力。磁珠法細胞分選憑借其特異識別、靶向捕獲的性能，使得獲取的目標細胞純度和回收率均大大提高。但細胞活性或功能則可能因磁珠的引入，受到一定影響。為解決該問題，已有可逆結合的磁珠應用于細胞分選，該類磁珠與目標細胞的親和力可進行調整，最終獲得無標記的目標細胞，使其下游應用更為廣泛。

利用磁珠分選細胞，在操作上簡單快捷，對儀器和人員要求不高，而且引入兼具液體流動性和載體固定化雙重特性的磁珠，細胞的分選過程也更易于實現自動化。另外，磁珠載體具有靈活的改造空間，不管是基于NHS磁珠的共價交聯反應，抑或是鏈霉親和素磁珠與生物素的親和作用，均可使磁珠標記上不同抗體，從而可用于識別不同細胞的表面抗原，實現更多細胞的分離或分類。

四、相關資源

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（2）在福麥斯生物公眾號回復“實驗911”即可下載《ELISA實驗學習資料匯總》

（3）在福麥斯生物公眾號回復“實驗903”即可下載《基礎實驗技能之生物實驗必看資料》