在生命科學(xué)研究和臨床診斷領(lǐng)域，精準(zhǔn)、高效地分離特定類型的細(xì)胞至關(guān)重要。磁性細(xì)胞分選技術(shù) (Magnetic Cell Sorting, MACS) 因其操作簡便、快速、溫和且分選純度高等優(yōu)點(diǎn)，已成為主流的細(xì)胞分離方法之一。而在這項(xiàng)技術(shù)的核心，扮演著“幕后功臣”角色的，正是細(xì)胞分選磁極。

一、什么是細(xì)胞分選磁極？

細(xì)胞分選磁極，簡稱為磁極或磁分離柱/架，是磁性細(xì)胞分選系統(tǒng)中產(chǎn)生高強(qiáng)度、高梯度磁場的關(guān)鍵物理部件。它通常由特殊的永磁體材料（如釹鐵硼）或電磁體構(gòu)成，并設(shè)計(jì)成特定的形狀（如圓柱形、方形或平板形），其核心功能是：

產(chǎn)生強(qiáng)磁場： 在磁極之間或磁極表面附近產(chǎn)生足夠強(qiáng)的磁場。

形成高梯度磁場： 這是磁極設(shè)計(jì)的精髓。磁極的形狀（如尖頭、細(xì)絲結(jié)構(gòu)或特殊的陣列設(shè)計(jì)）使得磁場強(qiáng)度在空間上發(fā)生急劇變化（即存在高梯度）。這種高梯度磁場是捕獲磁性標(biāo)記細(xì)胞的關(guān)鍵。

二、磁極在磁性細(xì)胞分選中的作用原理

磁性細(xì)胞分選的核心步驟是：

磁性標(biāo)記： 目標(biāo)細(xì)胞通過與表面包被有特異性抗體（針對目標(biāo)細(xì)胞表面標(biāo)志物）的超順磁性微珠結(jié)合，從而被“磁化”。

磁場分選： 將標(biāo)記好的細(xì)胞懸液通過或置于細(xì)胞分選磁極產(chǎn)生的磁場區(qū)域。

分離捕獲：

在高梯度磁場的作用下，結(jié)合了磁性微珠的目標(biāo)細(xì)胞會被強(qiáng)大的磁力捕獲并滯留在磁極表面或磁極內(nèi)部的分離基質(zhì)（如填充了鐵絲的柱子）上。

未標(biāo)記的非目標(biāo)細(xì)胞則不受磁場影響（或影響極小），隨液體流穿過磁極區(qū)域。

洗脫收集： 移除磁場后，被捕獲的目標(biāo)細(xì)胞失去磁力束縛，即可被洗脫下來進(jìn)行收集。

磁極的核心作用就體現(xiàn)在第2和第3步： 它提供的高梯度磁場是區(qū)分和捕獲磁性標(biāo)記細(xì)胞與非標(biāo)記細(xì)胞的物理基礎(chǔ)。梯度越高，在微小距離上產(chǎn)生的磁力變化越大，對小尺寸磁性微珠的捕獲效率就越高。

三、磁極的主要類型

根據(jù)磁場產(chǎn)生方式和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，常見的細(xì)胞分選磁極類型包括：

永磁體磁極：

原理： 使用高性能永磁材料（如釹鐵硼）制造。

優(yōu)點(diǎn)： 無需電源，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，使用方便，便攜性好。常用于手動分選或小型分選柱。

常見形式： 手持式磁極（用于離心管、EP管）、磁力架（用于多孔板、培養(yǎng)瓶）、分選柱配套的磁極套。

電磁體磁極：

原理： 通過電流通過線圈產(chǎn)生磁場，磁場強(qiáng)度可通過電流調(diào)節(jié)。

優(yōu)點(diǎn)： 磁場強(qiáng)度可調(diào)、可開關(guān)（通電有磁，斷電無磁），便于自動化集成，能產(chǎn)生更復(fù)雜或更均勻的磁場。

常見應(yīng)用： 大型自動化磁性細(xì)胞分選儀的核心部件，用于處理大樣本量或需要精確控制磁場的情況。

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