Las perlas inmunomagnéticas (IMB) son un complejo formado mediante la unión de moléculas con actividad inmunitaria, como anticuerpos (o antígenos), a la superficie de partículas magnéticas mediante adsorción física, reticulación química y otros métodos. Poseen especificidad de respuesta inmunitaria y capacidad de respuesta magnética. Las partículas magnéticas, como portadoras, suelen estar hechas de materiales magnéticos como metales (como hierro, cobalto, níquel, etc.) u óxidos metálicos (como óxido de hierro), con tamaños de partícula que generalmente varían de nanómetros a micrómetros.
La estructura de perlas inmunomagnéticas:Las perlas magnéticas están compuestas por partículas metálicas centrales (Fe2O3, Fe3O4). El núcleo está compuesto de materiales poliméricos envueltos alrededor de la capa exterior (como poliestireno, cloruro de polivinilo) y ligandos funcionales en la capa más externa (como – NH2, – COOH, – OH, – CHO).
Principio de funcionamiento
Etapa de unión de la respuesta inmunitaria: Cuando se añaden microesferas inmunomagnéticas a una muestra que contiene un antígeno (o anticuerpo) diana, el anticuerpo (o antígeno) en la superficie de las microesferas se une específicamente a dicho antígeno (o anticuerpo). Por ejemplo, al detectar células cancerosas en la sangre, los anticuerpos conjugados con marcadores específicos en la superficie de las células cancerosas (como las moléculas de adhesión de células epiteliales, EpCAM) en la superficie de las microesferas inmunomagnéticas se unen específicamente a EpCAM en la superficie de las células cancerosas, lo que permite que las microesferas inmunomagnéticas las capturen.
Etapa de separación magnética: Tras completar la unión, se aplica un campo magnético externo que, gracias a las propiedades magnéticas de las propias perlas inmunomagnéticas, separa rápidamente las moléculas (o células) diana unidas de la solución de muestra. Por ejemplo, al colocar una muestra de sangre que contiene un complejo de perlas inmunomagnéticas y células cancerosas en un campo magnético, estas se atraerán hacia un lado del campo magnético, mientras que otros componentes (como células sanguíneas, proteínas plasmáticas, etc.) permanecen en la solución, logrando así la separación de las células cancerosas de los demás componentes.
Áreas de aplicación de las perlas inmunomagnéticas
1. Investigación biomédica
(1) Clasificación celular
La clasificación celular con perlas magnéticas, también conocida como inmunoclasificación celular con perlas magnéticas, utiliza principalmente anticuerpos dirigidos a antígenos específicos de la superficie celular para marcar las células. Las células marcadas se reticulan con perlas magnéticas y se colocan en un campo magnético para ser adsorbidas y su selección o eliminación. Gracias a su velocidad y simplicidad, la clasificación celular con perlas magnéticas es uno de los métodos más utilizados por los investigadores para separar subpoblaciones celulares específicas con alta pureza y actividad.
Hay muchos escenarios en los que se pueden utilizar células separadas de alta pureza para experimentos de clasificación en ciencias de la vida, como modelado de enfermedades, investigación de terapia celular, experimentos de trasplante de células adoptivas en modelos animales, detección de fármacos in vitro y preparación de hibridomas.
La clasificación celular mediante microesferas inmunomagnéticas permite separar células de alta pureza de mezclas celulares complejas en cuestión de minutos. Al utilizar microesferas magnéticas a escala nanométrica para la clasificación celular, su tamaño y composición las hacen biodegradables y no activan ni afectan la función ni la vitalidad de las células. Las funciones fisiológicas de las células se mantienen inalteradas, por lo que el marcaje magnético celular puede utilizarse inmediatamente para análisis y experimentos posteriores.
(2) Separación y purificación de proteínas y anticuerpos
La tecnología de purificación con microesferas inmunomagnéticas mediante recubrimiento de anticuerpos (proteínas) no requiere equipos cromatográficos complejos ni limita la claridad de la muestra. Basta con un simple paso de adsorción magnética para separar fácilmente los anticuerpos monoclonales de sus productos de expresión, solucionando eficazmente las deficiencias de la tecnología cromatográfica tradicional.
(3) Separación y purificación de ácidos nucleicos
La unión de los ácidos nucleicos a las microesferas magnéticas se basa principalmente en interacciones electrostáticas, hidrófobas y de enlaces de hidrógeno. Bajo la acción del tampón de lisis, se libera el ADN/ARN de las células o tejidos. En este punto, las nanoesferas magnéticas de sílice superparamagnéticas modificadas superficialmente se unen específicamente al ácido nucleico, formando un complejo de microesferas magnéticas de ácido nucleico. Posteriormente, bajo la acción de un campo magnético externo, el complejo se separa.
Se puede aplicar ampliamente en la investigación del genoma, la investigación de la evolución molecular, la investigación de enfermedades genéticas en medicina, la detección de mutaciones genéticas, la detección de tumores, las pruebas de VPH, la tipificación de HLA, la compatibilidad de trasplantes, las muestras de sangre de biología forense, las manchas de semen, el cabello, las colillas de cigarrillos y otras pruebas de evidencia en el sitio, así como las pruebas de paternidad forense, la identificación de relaciones de sangre, la arqueología, los experimentos biológicos en las escuelas primarias, secundarias y terciarias, y muchos otros campos.
- Detección y enriquecimiento de patógenos: En la investigación microbiológica, las microesferas inmunomagnéticas pueden utilizarse para detectar y enriquecer patógenos específicos. Por ejemplo, para detectar E. coli patógena en alimentos, se añaden microesferas inmunomagnéticas conjugadas con anticuerpos anti-E. coli al extracto alimentario. Tras la unión de las microesferas magnéticas a la E. coli, se determina su presencia y cantidad mediante separación magnética y métodos de detección posteriores, como cultivo y PCR.
2. Diagnóstico clínico y tratamiento
(1) Diagnóstico y monitoreo tumoral: En el diagnóstico temprano del cáncer, las microesferas inmunomagnéticas pueden utilizarse para enriquecer las células tumorales circulantes (CTC) en la sangre, las cuales pueden servir como biomarcadores para el diagnóstico temprano de tumores, la evaluación de la eficacia del tratamiento y el monitoreo de la recurrencia. Por ejemplo, al detectar CTC en la sangre de pacientes con cáncer de pulmón, los médicos pueden comprender la metástasis del tumor y evaluar la eficacia de los planes de tratamiento.
(2) Inmunoterapia: En algunos métodos de inmunoterapia, las microesferas inmunomagnéticas pueden servir como transportadores para administrar moléculas inmunorreguladoras. Por ejemplo, acoplar factores inmunoestimulantes a microesferas inmunomagnéticas y administrarlos a las células inmunitarias (como los linfocitos T) mediante la unión específica de las microesferas magnéticas mejora su actividad inmunitaria y se utiliza para tratar ciertas enfermedades autoinmunitarias o tumores.
- Pruebas de seguridad alimentaria
Se puede utilizar para detectar microorganismos dañinos (como Salmonella, Listeria, etc.), toxinas (como la aflatoxina) o ingredientes modificados genéticamente en alimentos. Por ejemplo, al añadir microesferas inmunomagnéticas conjugadas con anticuerpos anti-Salmonella al extracto de muestras de alimentos, la separación magnética y la posterior detección permiten detectar con rapidez y precisión la presencia de Salmonella, garantizando así la inocuidad alimentaria.
Las ventajas de las perlas inmunomagnéticas
- Fuerte especificidad
A través de la unión específica de antígenos y anticuerpos, se pueden identificar y capturar con precisión moléculas o células objetivo, lo que reduce eficazmente la adsorción no específica y la interferencia de fondo, y mejora la precisión de la detección y la separación.
- Alta eficiencia de separación
Bajo la acción de un campo magnético externo, las perlas inmunomagnéticas pueden separarse rápidamente de la fase líquida del sustrato y enriquecer las moléculas objetivo de muestras biológicas complejas, reduciendo en gran medida el tiempo de separación y mejorando la eficiencia del trabajo.
- Fácil de operar
No requiere instrumentos ni equipos complejos y es apto para estaciones de trabajo totalmente automatizadas. Permite la extracción automatizada con un solo clic, lo que reduce la dificultad y los errores de la operación manual.
- Buena estabilidad
Tiene buena estabilidad física y química y puede mantener su rendimiento en diferentes condiciones experimentales, lo que garantiza la confiabilidad de los resultados experimentales.
- Diversas funciones
Puede combinarse con diversas técnicas de detección y métodos de análisis, como el marcaje fluorescente y la quimioluminiscencia, para lograr una detección de alta sensibilidad y el análisis cuantitativo de moléculas diana. También se puede utilizar en diversos campos, como la purificación de genes, proteínas y células, y el enriquecimiento microbiano.
Desafíos existentes de las perlas inmunomagnéticas
Unión no específica: aunque la especificidad es alta, aún puede ocurrir una unión no específica en algunos casos, lo que genera falsos positivos en los resultados de las pruebas y afecta la precisión experimental.
Agregación de perlas magnéticas: Las condiciones de almacenamiento inadecuadas o factores externos pueden provocar que las perlas magnéticas se agreguen, lo que reduce el área superficial específica y la actividad y afecta la eficiencia de unión con las moléculas objetivo.
Precio elevado: especialmente en el caso de las perlas magnéticas inmunes que han sido especialmente modificadas o funcionalizadas, el elevado coste limita su aplicación generalizada en experimentos a gran escala o pruebas clínicas.
El impacto en la función celular: durante el aislamiento y la purificación de las células, puede interactuar con los receptores de la superficie celular u otras moléculas, interferir con las funciones fisiológicas normales y los comportamientos biológicos de las células y afectar la investigación y las aplicaciones posteriores.
nuestra solución
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En términos de protección de la función celular, nuestros productos han sido ampliamente validados a través de experimentos para minimizar la interferencia con las funciones fisiológicas normales de las células, asegurando que las células obtenidas durante el aislamiento y purificación celular puedan mantener sus características biológicas originales, proporcionando una sólida garantía para la investigación experimental posterior.
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