刘俊波
纳米世界或者纳米科技之所以如此吸引大家的眼球，就是因为物质在处于纳米级大小的时候，呈现出许多既与宏观物质又与分子水平都不相同的物理化学性质，比如，银块是可以导电的，但是当它的大小小到只有纳米级的时候，却不能导电。铜做成纳米级大小的时候，变成不能导热。由于纳米材料的这些新的特点，为人们在科学研究与改造世界中提供了许多新的机遇，因此迅速成为科技界普遍重视的焦点。纳米磁珠就是纳米技术在生物领域众多运用中的一项。 一、什么是纳米磁珠
所谓纳米磁珠是指大小适合用纳米来衡量的小磁性微粒，一般是指1—100纳米，这类磁珠具有一种很特别的磁性叫超顺磁，即在外加磁场中有较强的磁响应性, 而撤去磁场后, 磁性微粒的磁性马上消失，也就是没有剩磁，重新均匀分散于溶液中。科学家所青睐的便是这一特性，可以用来吸附液体中的某种成分，然后通过磁性分离磁珠来达到分离成份的目的。当然 为了能够吸附所要的物质，在颗粒的外面必须包裹有特异性的基团，如氨基、 羟基、 羧基、 巯基等功能基团，通过这些集团和目的分子进行特异性的结合，然后通过磁力收集磁珠，就可以把所需要的物质分离出来。
磁珠本身多数是无机材料，最常见的材料是四氧化三铁，外面包被的基本是有机材料。根据磁珠本身和包被材料的位置关系来区分磁珠的结构有四种，即核壳型、镶嵌型、壳核型、壳核壳型。
其中第一种核壳型被研究和运用最多，其磁性材料作为核心, 高分子物质作为壳层包裹在磁性微粒的外面，处于核心的无机磁性材料赋予了整个微粒的超顺磁性，也即可分离性, 处于
壳层的高分子物质赋予了整个微粒的高效吸附性，也即特异性。在充分混合均匀的液体环境中，高分子壳层通过其官能集团与目标物质结合，通过外加磁场控制整个颗粒的移动和收集，最终达到目的物质分离的目的。小小磁珠如此厉害除了与它的超顺磁性有关之外，还与以下特性有关：
1、具有良好的表面效应，比表面积激增,微球官能基团密度和选择性吸附能力增大,吸附平衡时间大大缩短，提高了吸附能力。
2、物理化学性质稳定,具有一定的生物相容性,不会对生物体造成明显的伤害。
3、表面的可修饰性。磁性微球表面本身具有或通过表面改性带有多种活性的功能基团(如-OH,-COOH,-NH2等),可连接生物活性物质(如核酸、酶等),也可以偶联特异性分子(如特异性配体、抗体、抗原等)来专一性的分离生物大分子。
纳米磁珠也叫磁性高分子微球，磁性微粒。
二、纳米磁珠的应用
1、细胞分离
在磁性微球表面接上具有生物活性的吸附剂或其它配基，如抗体、外源凝结素等,利用它们与目标细胞的特异性结合,借助外磁场的作用,可以很方便、快速的对细胞进行分离。磁性微球还在微生物的中细菌的分离、纯化和检测中也有重要的应用,利用免疫磁性微球结合其他免疫检测方法,可以快速、准确和高效的分离样品中的微生物,大大提高检测方法的专一性,对食品卫生和预防疾病的传播具有重要的意义。
例如对金黄葡萄球菌，沙门菌进行分离
磁分离
它不损伤细菌可以进行后续的培养。
蛋白质分离纯化 传统的蛋白质分离方法如盐析、有机溶剂沉淀法、膜分离技术和层析技术等,一般是通过改变溶液的pH值、介电常数、温度或者是离子强度等因素来达到分离蛋白质的目的,操作过程繁琐、耗能、对目的蛋白质的损失很大。 磁性微球的粒径小,比表面积大,表面含有活性基团,故偶联容量大,它能够共价结合能被目标蛋白质识别和可逆结合的配基,然后,将磁性微球直接放入含有目标蛋白质的混合溶液中,待目标蛋白质与磁性微球紧密结合
后,利用外部磁场对其进行分离。整个分离过程不需对混合溶液的pH值、温度、离子强度和介电常数进行调整,从而避免了传统分离过程中蛋白质的损失。与传统分离方法相比较,蛋白质磁分离技术具有快速、高纯、 高收率等优点。
3、DNA提取
磁珠用于DNA提取是其生物学价值最大化的领域之一，因为任何与DNA有关的科学研究都离不开DNA提取，DNA提取是所有后续研究的第一步，因此DNA提取的效率和效果直接影响后续的研究。磁珠法提取DNA有如下的优点：
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