介绍
01 背景
磁珠最初是由挪威科技大学化学家John Ugelstad构想出来的，经过不断改进，如今常见的纳米级磁珠种类繁多，根据表面性质不同，分离原理各有不同，但其材质和基本结构都大体相似。磁珠基本结构分为三层，最内层为聚苯乙烯，第二层包裹磁性物质Fe₃O₄，最外层为修饰过的可与核酸结合的功能基团（如羧基）。不同的表面基团决定了磁珠的下游应用，如核酸提取、纯化、生物素捕获等。
图 1. 磁珠结构示意图
02 原则
商业化的磁珠体系包括磁珠、聚乙二醇（PEG）、盐离子等。影响DNA回收率的主要因素有PEG、DNA大小及浓度、孵育时间等。其中PEG是决定性因素。高浓度的PEG和NaCl会导致DNA脱落水化层，压缩成球形，并 使带负电荷的磷酸基团暴露出来，通过Na+与磁珠表面羧基形成“电桥”，将DNA吸附到磁珠上，除去PEG和NaCl后，水化作用使离子键断裂，DNA得到纯化，根据PEG和盐浓度的变化，可以选择性地沉淀出不同长度的DNA。
图2.磁珠吸附DNA原理示意图。
一个应用
磁珠因具有高通量、适合自动化的特点，在高通量测序中受到高度重视，被广泛应用于下一代测序（NGS）文库构建中的DNA提取、纯化和分选。
01 核酸提取
磁珠提取法中，细胞裂解液作为蛋白变性剂，可以裂解细胞并释放核酸。磁珠带正电，容易吸附带负电的核酸。结合后，通过洗涤和磁场捕获去除杂质。最后用洗脱缓冲液解离核酸。纯化的DNA/RNA可用于PCR等检测。该方法广泛应用于诊断行业，支持高通量和自动化的核酸提取。
图3.磁珠核酸提取流程示意图。
02 DNA纯化
DNA纯化的目的是去除非目标片段。磁珠优先吸附大片段，通过控制磁珠的比例，可以选择性吸附特定大小的DNA，弃去上清液中的小片段。最后洗脱回收目标DNA。常用于去除接头二聚体/引物二聚体等小片段，或用于样品富集。
图4.DNA纯化过程示意图。
磁珠法DNA纯化过程中，会有一定的样本损失，回收率计算公式为：回收率=（纯化后DNA质量/输入DNA质量）×100%。数据表明，磁珠法DNA的批次稳定性
表 1. 磁珠回收效率计算
| 平行样品 | 样本 | 输入量（ng） | DNA纯化（1.8×） | ||
| 一个纯化后（毫微克） | 回收率 ％ | 一个平均回收率 | |||
| 平行样品1 | 韓貿易 | 169.5 | 153.25 | 90.41％ | 90.41％ |
| 碧云山 | 159.75 | 94.25％ | 94.50％ | ||
| 韓國 | 162 | 95.58％ | |||
| 岱银 | 158.75 | 93.66％ | |||
| 平行样品2 | 韓貿易 | 156 | 92.04％ | 92.04％ | |
| 碧云山 | 156.5 | 92.33% | 93.51％ | ||
| 韓國 | 160 | 94.40％ | |||
| 岱银 | 159 | 93.81％ | |||
【注】：磁珠测试数据来源于上海某生物技术公司，表中A代表AMPure XP磁珠；B、C、D为三个不同批次的
03 脱氧核糖核酸 双倍尺寸选择
新一代测序（NGS）要求NGS文库达到特定的长度，通过片段筛选从片段化的DNA中筛选出目标片段，利用磁珠优先吸附大片段的特性，第一轮吸附大片段后弃去磁珠，保留上清液，目标片段残留在上清液中，第二轮磁珠吸附目标片段，弃去上清液后洗脱回收目标片段。
图 5.DNA双重尺寸选择 流程概述
为了评估分选精度，通常使用Agilent 2100仪器检测不同磁珠投入比例下分选出的片段大小。
在特定磁珠配比下，不同样本的片段分布应集中在同一位置，理想的分选效果是顶部形成一个窄而圆的峰。由于不同厂家的缓冲液存在差异，在特定磁珠配比下，分布会有所不同。使用前需参考说明书，确定目标片段的分选配比。数据显示，在相同的分选配比下，不同样品的分选效果
表 2. 典型恢复
| 样本 |
| 双倍尺寸选择（0.65×/0.2×） | ||
| 输入量（ng） | 后 双倍尺寸选择（毫微克） | 回收率 ％ | 平均的 回收率 | |
| 韓貿易 | 276.44 | 55.2 | 19.97％ | 19.97％ |
| 碧云山 | ||||
| 61.35 | 22.19％ | 22.84％ | ||
| 韓國 | 65.4 | 23.68％ | ||
| 岱银 | 62.55 | 22.63% | ||
【注】：磁珠测试数据来源于上海某生物技术公司，表中A代表AMPure XP磁珠，B、C、D为三个不同批次的
产品信息
希夫NGS商标 DNA Selection Beads基于SPRI原理，结合优化的缓冲体系，适用于新一代测序文库中DNA片段的分选和纯化。该产品可兼容各品牌的建库试剂盒，其片段回收效率和文库大小分布与XP磁珠相近。值得注意的是，DNA Selection Beads的价格
表 3.Hieff NGS 建议商标 系列磁珠产品
| 分类 磁性 珠子 | 产品名称 | 产品编号 | 尺寸 | 促销价格（日元） | 应用程序 |
| 脱氧核糖核酸 磁珠 | 12601ES08 | 5 毫升 | 595 | DNA 清理 DNA 大小选择 | |
| 12601ES56 | 60 毫升 | 3775 | |||
| 12601ES75 | 450 毫升 | 15715 | |||
| 希夫NGS商标 更智能的 DNA 清洁珠 | 12600ES08 | 5 毫升 | 835 | 小片段纯化（＞50 bp） | |
| 12600ES56 | 60 毫升 | 4555 | |||
| 12600ES75 | 450 毫升 | 17935 | |||
| 核糖核酸 磁珠 | 12602ES08 | 5 毫升 | 635 | RNA文库构建 | |
| 12602ES56 | 60 毫升 | 2555 | |||
| 12602ES75 | 450 毫升 | 23135 | |||
| 12629ES24 | 24 T | 308 | mRNA的分离和纯化。 | ||
| 12629ES96 | 96吨 | 1128 |