磁性粒子在体外分子诊断中的应用：从样本制备到微系统Magneticpsforinvitromoleculardiagnosis:Fromsamplepreparationtointegrationintomicrosystems与分子诊断相关的磁性胶体粒子（Colloidalmagneticps，MPs）已经发展很多年了，其优势在于能够很容易的使用磁体进行操控。可以快速简单的从生物分子中捕获并分离出核酸，然后进行检测。可在磁珠的表面进行修饰，覆盖多种聚合物材料，形成多种功能以满足不同的应用需求。这些存在于磁珠表面，拥有特异活性的物质使其检测特异性和灵敏度得到增强。实际应用中磁珠比传统方法更高效。磁珠作为“智能载体”已经超越传统检测被成功用于微流控和芯片实验室等生物传感器中。由于其多功能性，磁珠多被整合进小的单个检测单元。使用磁珠的生物传感器有利于对很小量的样本进行快速和高灵敏度的检测。从样本制备到分析读取系统，本文主要综述磁珠在核酸检测中的应用。此外还介绍了用于核酸检测的现代化集成微系统（包含微流控和芯片实验室生物传感器）。主要内容1.前言....................................................2.样本制备中的胶体磁珠....................2.1.胺化聚合物包被.....................2.2.羧化聚合物包被....................2.3.共价交联.....................3.分子检测和结果读取系统中的胶体磁珠3.1.DNA扩增中的分离作用...3.2.分析过程中的信号支撑.4.微流控和芯片实验室生物传感器中的胶体磁珠5.总结∗Correspondingauthor.E-mailaddress:kulachart.jan@mahidol.ac.th(K.Jangpatarapongsa).dx.doi.org/10.1016/j.colsurfb.2017.06.0241、前言近几十年来，各种各样的胶体粒子已经广泛的应用于生物医学领域，例如生物影像、靶向药物运输、药物疗法和生物医学诊断。因为易于用磁体进行操控，磁珠在生物医学领域的应用最为广泛。生物兼容性、高色散度、和高比表面积等优势使得磁珠在生物分子的量化分析中起重要作用。根据不同的功能，磁珠被分别应用于不同的检测方法中。通过在表面包被不同的多聚物材料和其他生物组分，能够制造出各种有特定用途的磁珠。从发现循环核酸（包括血浆和血清中的DNA和RNA）以来，在多种疾病的分子诊断中其已成为最重要的靶标。通过检测与病原体或基因突变相对应的循环核酸能够区分出病患和健康人群。此外，检测的灵敏度必须要很高才能识别出样本中微量的靶标核酸。对一些疾病来说，想要实现精准诊断，对靶标分子的高灵敏度和特异性的定量分析至关重要。PCR技术，一种能把少量拷贝的DNA分子扩增至百万级别拷贝数的分子技术，提高了分子诊断的水平。以PCR为基础，发展出了很多后续的检测技术，如实时荧光PCR、环介导等温PCR、滚环复制和双环复制（两轮滚环复制）。尽管通过不断改进，PCR使用性不断增强，但扩增后使用琼脂糖凝胶电泳来检测产物操作复杂，耗费时间，存在非特异性扩增和产物污染问题。目前为止，以PCR为基础的改进技术中，实时荧光PCR是最先进的，其使用DNA嵌入荧光染料进行实时分析。该技术需要优化反应条件和考虑染料和扩增产物双链DNA质检的非特异性结合。在此，为了提高特异性，磁性磁珠被应用到生物分子的分析当中，如：生物分离和特异性标记粒子。除了特异性，以单个粒子为基础的应用也使得检测灵敏度得到提升，如荧光微阵列、功能化的生物传感器和微流控系统。本文主要关注磁性磁珠在分子诊断领域的应用，特别是基于PCR的检测方法和相关流程。阐明了两个主要方面的技术应用。第一是样本制备和靶标分子提取中使用的基于粒子的分离方法。第二是分子检测和读取系统中使用的功能化的磁珠，包括磁免疫PCR、微流控生物感应器和芯片实验室微系统。此外，在分子检测中所使用磁珠的合成和功能化也会有所论述。2、样本制备中的胶体磁珠含有核酸序列的遗传物质，包括DNA和RNA，是基于PCR的多种疾病检测技术的主要靶标。在基于PCR的检测过程中，为了去除样本中的PCR抑制因子和残留的污染物，需要对靶标DNA/RNA进行提取和纯化。传统的核酸提取和纯化方法依赖于化学试剂的处理，如需要离心的苯酚-氯仿和柱层析法。这些传统的方法需要的样本量较大，在洗涤过程中会损失DNA。胶体粒子...