実験の基本情報

磁気ビーズを用いた分離技術は、DNA抽出、タンパク質精製、ウィルス精製、エクソソーム精製から細胞分離まで幅広く活用されています。その仕組みと、遠心分離法やカラム法との比較を解説します。

磁気ビーズとは、酸化鉄（磁性体）のコアをポリマーなどでコーティングした、ナノメートルからマイクロメートルオーダーの微小な粒子です。表面には、ターゲットに親和性結合をする物質(リガンド)が固定化されています。

分離の4つのステップ

1. 結合（Binding）：サンプルに磁気ビーズを添加。ビーズ表面のリガンドがターゲット（DNAや特定の細胞表面抗原）に結合します。

2. 集磁（Collection）：チューブの外側から磁石を近づけます。ターゲットに結合したビーズが磁石に引き寄せられ、チューブの壁に固定されます。

3. 洗浄（Washing）：磁石を当てたまま上清を吸引し、洗浄液を加えます。磁石を離し、ビーズを懸濁した後、再度磁石を当て、上清を吸引します。これを指定数繰り返して洗浄を行います。

4. 溶出・回収（Elution）：磁石を離し、溶出液を加えてターゲットをビーズから乖離させます。再度磁石を当て、ターゲットの因子が溶出した上清を回収します。

• 物理的ダメージが少ない：遠心分離（スピンカラム法など）のような強い重力やせん断力がかからないため、長鎖DNAが断片化しにくいのが特徴です。

• 自動化への適用：「液を吸引し、吐出する」という単純な動作で操作が完結するため、自動精製装置との相性が良く、多検体処理に適しています。

• 「ポジティブ分離」と「ネガティブ分離」が可能：

  ポジティブ分離：必要な細胞を直接ビーズで集める方法。
  ネガティブ分離：不要な細胞をビーズで除き、上清に残ったターゲット細胞を得る方法。

• 細胞へのストレスが小さい：遠心分離や長時間のフローサイトメトリー（FACS）に比べ、短時間かつ穏やかな環境で分離できるため、細胞へのストレスを小さくできます。

• 簡便なセットアップ：FACS等の装置がなくても、磁石スタンドのみで細胞分離が可能です。

• 時間の短縮：遠心が不要でトータルの作業時間が削減されます。

• ヒューマンエラーの低減：自動化が容易であるため、テクニックによるデータのバラツキを抑え、再現性が向上します。