羧基磁珠，Carboxyl Magnetic Beads

羧基磁珠，Carboxyl Magnetic Beads

羧基磁珠（Carboxyl Magnetic Beads）是一类表面修饰有羧基（–COOH）官能团的磁性微纳米颗粒，由高度分散的Fe₃O₄磁核与外层聚合物包覆层构成，通常呈单分散球形结构，粒径从几十纳米到数微米可选。羧基磁珠凭借其良好的生物相容性、稳定的表面化学性质和可控磁响应，被广泛用于生物分离、核酸纯化、蛋白固定化、细胞捕获、免疫检测和高通量自动化平台等领域，是现代生命科学研究和体外诊断体系中*为关键的核心材料。

一、结构与组成特点

羧基磁珠一般采用 Fe₃O₄ 作为磁性核心，通过共沉淀法、溶热法或逆微乳液法制备，并以聚苯乙烯（PS）、硅胶（SiO₂）、葡聚糖（Dextran）或特种聚合物作为外层包覆材料，再通过羧酸官能化工艺在表面构建均匀的 –COOH 基团。羧基层具有高度可修饰性，可通过 EDC/NHS 活化与含氨基、羟基或其他亲核基团的分子发生共价连接，使其成为*成熟、*通用的偶联基底之一。

其典型特性包括：

高度单分散性，确保分离结果可重复。

快速磁响应，在外加磁场中数秒内聚集。

化学稳定性强，耐受宽 pH 范围及一定盐离子强度。

表面羧基密度可控，适合构建不同偶联能力等级的产品。

低非特异吸附，减少背景信号，提高检测灵敏度。

自动化兼容性强，适用于 KingFisher、Biomek、Tecan 等高通量平台。

二、功能特性与优势

1. 便捷的生物分子共价连接能力

羧基磁珠可通过 EDC/NHS 或类似活化剂实现高效胺偶联，使其能够与蛋白质、多肽、aptamer、抗体、寡核苷酸、细胞壁组分等分子共价连接，形成稳定耐洗脱的结合方式。

2. 表面可进一步修饰

除了直接偶联生物分子外，还可以进一步构建其他功能层，如 PEG 化降低非特异吸附、链霉亲和素化用于生物素标记体系、荧光染料修饰用于成像等。

3. 磁响应速度快、损失低

优质羧基磁珠在外加磁场中能够迅速聚集和重新分散，保证分离效率和目标物回收率。

4. 体系兼容性好

可在大多数生物缓冲液中稳定使用，包括 PBS、Tris、HEPES、SSC 等，不易产生团聚，便于构建稳定的自动化磁分离流程。

三、主要应用方向

1. 核酸提取与纯化

羧基磁珠常用于 DNA、RNA 的捕获，形成“磁珠—核酸”可逆吸附系统，适用于：

血液、组织、唾液、环境样品核酸提取

PCR/测序建库清洁

高通量病毒核酸检测

其优点为产量高、纯度好、自动化兼容性强。

2. 蛋白固定化与抗体偶联

羧基能与蛋白质侧链氨基形成稳定的酰胺键，用于：

抗体固定化

酶固定化

多肽或抗原固定化

抗体捕获和免疫沉淀（IP）

在免疫分析中常用于构建磁性抗体微球、免疫层析磁珠、磁增强 ELISA 等平台。

3. 细胞与外泌体捕获

可通过偶联抗体、aptamer 等靶向分子实现特定细胞群体的捕获，如：

外泌体（Exosome）富集

CTC 循环肿瘤细胞捕获

特定 T 细胞亚群分选

具有温和条件、回收率高等优势。

4. 小分子与多肽筛选平台

通过构建带特定受体的磁珠，实现酶抑制剂筛选、药物相互作用研究、蛋白–多肽结合分析等应用。

5. 体外诊断（IVD）及 POCT

羧基磁珠广泛用于自动化免疫分析、化学发光、荧光免疫等诊断体系，因其：

批次稳定性高

交联牢固，信噪比好

易于方法学验证

可适配流水线

是许多仪器厂家选用的核心磁微粒。

四、质量控制与典型参数

典型质量指标包括：

粒径：100 nm–5 μm

CV 值：<5%（高度单分散）

磁饱和强度：≥35–60 emu/g

羧基密度：50–500 μmol/g（依型号不同）

悬浮稳定性：>12 个月

非特异吸附率：低至 ppb 水平

加严的 QC 控制确保在科研和 IVD 应用中的高度一致性。

五、产品优势总结

表面羧基可控、易偶联、稳定性强。

适用于核酸、蛋白、抗体、细胞等多类型生物分离。

自动化兼容性好，适合高通量与批量生产。

低背景、低非特异，适用于高灵敏度检测体系。

悬浮性与磁响应均优越，可定制粒径、表面密度及包覆材料。