磁珠的构成、吸附DNA的原理
磁珠的构成
一般磁珠由三层构成，最里面是聚苯乙烯，外面包裹一层磁性物质四氧化三铁，最外面再包一层官能基团修饰的高分子材料，上面偶联不同的官能团。不同功能的磁珠，偶联的官能团不同，纯化核酸用的一般是羧基（-cooh）。
磁珠结构示意图
当然不仅磁珠应用在核酸制备上，在化学发光、细胞分选、蛋白纯化等应用磁珠依然是大显身手，是因为不同的官能基团，或者偶联其他，如蛋白抗体等。
磁珠吸附dna的原理
ngs上用的最多还是贝克曼的xp磁珠。这种羧化磁珠比羟基磁珠产量更高，非特异性结合更少。(solid-phase reversible immobilization，spri）：
（1）反应体系中，较高浓度的 peg 和 nacl 导致 dna 分子水化层脱去，dna胶体热力学稳定性破坏，构象也随之改变，dna分子发生聚集沉淀，带负电荷的磷酸基团大量暴漏在外面；
（2）带电荷的磷酸基团通过 na^+^与羧基形成“离子桥”，使得 dna 被特异吸附到带羧基的磁珠表面。（该过程是可逆的，在适当条件下，结合的 dna 分子可以被洗脱回收）
dna吸附原理图
纯化磁珠进行 “片段分选” 的原理
磁珠双选很大程度依赖于peg：peg作为一种分子拥挤试剂，达到一定的浓度时，夺取了一定的水，溶液环境变化，会使较大dna的结构变紧凑，发生坍塌性的转变而凝聚。不同长度的dna构象稳定性不同，在遵循热力学规律的情况下，溶液环境与分子拥挤试剂的浓度有很大的关系。即在特定的溶液中，当peg浓度达到某一临界值时，就会发现一定大小以上的dna分子构象非连续的发生凝聚。
（1） dna越长 ：表面裸露出来带负电的磷酸基团越多，整条分子带的负电就更强，更容易吸附到磁珠，只需要较低浓度的peg和nacl，就可以回收（需要加入的磁珠体积更小）。
（2） dna越短 ：就需要更高浓度的peg和nacl，将其表面的水化层破坏得更彻底，裸露出来足够多带负电的磷酸基团，才能被磁珠吸附住，从而回收回来（需要加入的磁珠体积更大）。
磁珠纯化图
此外，体系中的peg还可以增加溶液的粘稠度，让磁珠保持悬浮不容易沉聚，在dna binding过程中更充分与dna接触，同时peg也不易造成蛋白变性和非特异性吸附。但是peg的dna沉聚效果容易收到ph、温度等的影响，温度过低peg也不易与水完全互溶，所以磁珠一般都要求室温平衡后再用，其储存buffer里也会加一些低浓度的ph稳定剂，如tris-hcl等。
酒精清洗及dna洗脱
酒精清洗 ：第一，dna在这个浓度的酒精里溶解度很低；第二，dna这个时候是聚集状态，磁珠刚好提供一个聚集的奇点，让dna沉聚在其周围，所以绝大部分dna不会掉下来。但酒精浓度很重要，一般都要求新鲜配制。浓度太低，盐离子可以清洗得更干净，但是体系中过多的水会将部分dna从磁珠上溶解下来，造成dna损失，dna的回收率可能会收到影响。浓度越高，体系中水越少，清洗盐离子的能力减弱，可能会使盐离子清洗不干净，但dna的溶解度小，回收率高；
dna洗脱 ：酒精清理后，先需要晾干磁珠上残留的酒精，以防影响下游实验。（注意晾干时磁珠表面无光泽即可，过度干燥，体系失水过多，会导致磁珠dna进一步聚集，最终dna很难回溶到水中，影响回收率）晾干后加入水或者te buffer，这时体系中已经没有钠离子和peg，无法形成电桥结构，带负电的dna和磁珠之间相排斥，水重新包裹dna形成水化层，使其从磁珠上洗脱下来，溶解到溶液中。
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（2）带电荷的磷酸基团通过 na^+^与羧基形成“离子桥”，使得 dna 被特异吸附到带羧基的磁珠表面。（该过程是可逆的，在适当条件下，结合的 dna 分子可以被洗脱回收）
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（2） dna越短 ：就需要更高浓度的peg和nacl，将其表面的水化层破坏得更彻底，裸露出来足够多带负电的磷酸基团，才能被磁珠吸附住，从而回收回来（需要加入的磁珠体积更大）。
磁珠纯化图
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