磁珠法VS硅胶柱法

    15年前小编进入一家核酸纯化试剂盒公司做产品研发，那时候中国大部分的实验室都还在使用酚氯仿抽提核酸，用户以为核酸纯化试剂盒都是来自国外的进口产品。

    15年过去了，现在的分子生物学实验室酚氯仿抽提基本消失，Trizol试剂是硕果仅存，尚有普遍使用的酚氯仿核酸提取方法。还有一种方法是煮沸法，其原理是先加热变性蛋白，再离心去沉淀蛋白，最后取核酸上清。但是煮沸法本质上并未进行核酸纯化，只是把蛋白变性沉淀下来而已，因此它的缺陷也显而易见：核酸片段短，抑制物含量高，应用范围仅局限在PCR检测中--以扩增检测几百bp的目的片段为主，如果你想P一个5kb的基因，煮沸法提取的核酸几乎不可行，因为大部分核酸都已经降解成1-2kb以下的小片段了, 适合扩增的长片段模板含量太低。

    目前主流的核酸纯化方法只剩磁珠法和硅胶柱法了。那么应该选择磁珠法还是硅胶柱法呢？硅胶柱技术的厂家说磁珠法得率低，纯度差，效果不好；磁珠法厂家说硅胶柱法即将被淘汰，童靴们都糊涂了，到底咋回事？

    如果让小编专业分析，其实磁珠法和硅胶柱法原本是一家。童鞋们可以c查阅一篇 Marko在1982年发表的文献：A procedure for the large-scale isolation of highly purified plasmidDNA using alkaline extraction and binding to glass powder. Anal. Biochem.121,382-387，里面详细描述了如何用玻璃粉吸附DNA，并进行纯化的过程。

    玻璃的主要成分就是二氧化硅，磁珠只不过是在四氧化三铁的微球表面涂上一层二氧化硅（玻璃介质）而已。具体原理是什么呢？说实话小编也不是很清楚，据说核酸溶液是一种胶体溶液，外层有水化层和电荷层，水化层或是电荷层被夺走后就变得粘稠了--大家可以想象一下酚氯仿抽提后的水相，加醇了以后，界面出现了粘稠的核酸，可用玻璃棒粘走核酸--大概就是核酸的水化层被剥离后变得粘稠了，从而黏附到玻璃介质上了，看来玻璃（SiO₂)确实是黏附核酸的好东东。

    极小的玻璃球就是玻璃粉或者是磁硅珠。一切似乎都很完美，可问题是，如果核酸太多了一点，就会把玻璃球黏在一起，紧密黏在一起的小团不仅黏住了残留的蛋白，还滞留了盐分，怎么解决？

    把玻璃棒拉细，超级细，直到变态细，就做成了玻璃纤维。把玻璃纤维叠个N层，当然还是疏松的，却不会像玻璃珠那样堆积在一起。于是蛋白不容易黏上，盐分也容易清洗掉了----这个就是做在纯化柱中的硅胶膜。

    童鞋们终于恍然大悟，这么说，硅胶柱法应该是磁珠法的升级版了？实测确实如此，硅胶柱法纯化核酸的纯度，回收效率都优于磁珠法。

    其实十几年前就有人大搞磁珠法试剂盒（手动版）了，然后就没有然后了，估计性能太差是硬伤。那磁珠法为什么又回来了，还宣传说要淘汰硅胶柱法？

    只有一个原因，自动化工作的需要。

    硅胶柱法需要高速离心机（大于10000g以上），磁珠法不需要。试想在一个自动化仪器上整进去一台离心机，实在是太疯狂了。就因为这一点，成了硅胶柱法实现自动化操作的硬伤。磁珠法虽然更容易实现仪器上的操作，但纯度低、盐分残留怎么办？降低模板用量呗，因为实现自动化很重要。谁最需要自动化呢，大批量处理样本的医疗机构用户（那可是有钱人哦）。

    未来会怎样？

    小编的猜测，硅胶柱法不会消失--特别是科研用户，并不需要大批量的样本进行核酸纯化，更关注的是核酸的回收效率、纯度，这些却是磁珠法的硬伤。事实上，我还没见过有人抽提一两个质粒DNA还特别指定选用磁珠法的--除非是骚包。

    磁珠法在自动化核酸纯化仪器中有很长一段时间内会占据主要的市场份额，因为这类仪器的供应商太多了，众口铄金啊--至少也要等生产出来的仪器卖完了再搞升级吧，否则前期投入的研发成本怎么收回呢？

    可是磁珠法却要忧虑它的前途，它很可能会被硅胶柱法再次淘汰--可以猜想，加载有硅胶柱的自动化核酸纯化仪器虽然复杂，却并非无法实现，比如QIAGEN的QIAcube全自动核酸纯化仪 ，就整合了离心机、加热震荡器、移液体系和自动抓取器，完整地延续了硅胶柱法的高纯度和高回收率的优势--这是磁珠法仪器最大威胁。

新景实验室

2016年3月8日