實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)磁珠的顏色從棕褐漸變?yōu)榧t褐色，不少人會(huì)心生疑惑：這磁珠還能繼續(xù)使用嗎？其實(shí)，磁珠變色是一種常見(jiàn)現(xiàn)象，背后蘊(yùn)含著一定的科學(xué)原理，了解這些原理，就能更從容地應(yīng)對(duì)。

一、磁珠變色的緣由

核酸提取常用的磁珠具有典型的核殼結(jié)構(gòu)。外層的二氧化硅（SiO?）如同一層保護(hù)膜，不僅能提供保護(hù)，還賦予磁珠功能化的表面；而內(nèi)部的磁核由鐵氧化物構(gòu)成，主要是Fe?O?和γ?Fe?O?的混合物，這正是磁珠具備超順磁性的關(guān)鍵所在。

在儲(chǔ)存過(guò)程中，磁核與空氣、水分接觸，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)：Fe?O?（黑色）與氧氣反應(yīng)生成 γ?Fe?O?（紅褐色）。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是磁核中的 Fe2?被氧化成了 Fe3?，這便是磁珠顏色改變的直接原因。

磁珠的顏色還受到磁核材料、表面包覆材料以及粒徑大小的影響，其中磁核材料的影響較為顯著。比如黑色的Fe?O?被氧化后，就會(huì)變?yōu)樽攸S色的Fe?O?。用于核酸提取的磁珠，其表面大多修飾有 SiO?，但這層 SiO?并非致密，存在一定縫隙，氧氣小分子可以通過(guò)這些縫隙進(jìn)入，使 Fe?O?逐漸氧化為棕黃色的 Fe?O?。

二、變色對(duì)磁珠性能的影響

（一）對(duì)結(jié)構(gòu)與磁響應(yīng)的影響

許多人擔(dān)心磁珠氧化后，飽和磁化強(qiáng)度會(huì)大幅降低。實(shí)際上，雖然存在差異，但并不明顯。Fe?O?的飽和磁化強(qiáng)度確實(shí)高于氧化產(chǎn)物γ?Fe?O?，單個(gè)顆粒氧化后磁響應(yīng)性會(huì)有所減弱，但對(duì)于常規(guī)的核酸提取操作，γ?Fe?O?的超順磁性足以將磁珠吸附到管壁。有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示其磁響應(yīng)時(shí)間隨儲(chǔ)存時(shí)間的變化并不明顯，說(shuō)明氧化對(duì)磁響應(yīng)時(shí)間的影響較小。

有人會(huì)問(wèn)，二氧化硅外殼是否會(huì)裂開(kāi)導(dǎo)致鐵離子泄漏？答案是可能的。二氧化硅殼層雖有保護(hù)和功能化作用，但并非沒(méi)有縫隙，不同磁珠的包層厚度也存在差異。在長(zhǎng)期儲(chǔ)存中，緩沖液pH變化、溫度波動(dòng)以及機(jī)械應(yīng)力等因素，可能會(huì)使其表面出現(xiàn)納米級(jí)的裂縫和孔隙。這會(huì)帶來(lái)兩方面影響：一是為溶解氧提供通道，加速內(nèi)部磁核的氧化；二是導(dǎo)致Fe2?/Fe3?離子泄漏到周圍的緩沖液中。

（二）對(duì)核酸提取性能的影響

在輕微氧化初期，對(duì)磁珠性能的影響有限，但長(zhǎng)期氧化會(huì)使核酸提取效率降低。一方面，泄漏的 Fe2?和 Fe3?屬于高價(jià)陽(yáng)離子，會(huì)與目標(biāo)陽(yáng)離子（如 Na?）競(jìng)爭(zhēng)磁珠表面基團(tuán)和 DNA 磷酸骨架上的結(jié)合位點(diǎn)，從而降低核酸吸附效率，不過(guò)使用前清洗磁珠可以在一定程度上緩解這一問(wèn)題。另一方面，隨著時(shí)間推移，二氧化硅殼層的裂縫可能會(huì)加劇甚至剝落，減少可結(jié)合核酸的官能團(tuán)數(shù)量。不過(guò)，磁珠在有效期內(nèi)，其表面羧基密度的變化處于可控范圍。

但值得放心的是，磁珠顏色變化后，其“工作能力”依然可靠。從相關(guān)數(shù)據(jù)可以得出，變色前后，飽和磁強(qiáng)度都保持在60emu/g，仍具備超順磁性，能夠?qū)崿F(xiàn)快速磁回收。作為核酸提取磁珠，其工作效率較高，核酸回收率可達(dá)90%以上。即便有些磁珠在“高溫有氧環(huán)境” 中 14 天就發(fā)生變色，工作效率也不會(huì)受到影響。

三、磁珠儲(chǔ)存的建議

磁珠顏色從棕褐變?yōu)榧t褐色，是磁核氧化的明顯標(biāo)志，其對(duì)性能的影響是逐漸顯現(xiàn)的。輕微變色初期影響不大，但隨著老化程度加?。伾由睿?，性能下降的風(fēng)險(xiǎn)會(huì)明顯增加。

不過(guò)也無(wú)需過(guò)度擔(dān)憂，磁珠在氧化變色后，會(huì)形成一層致密的氧化層，之后便不會(huì)再發(fā)生變化，因此這種氧化是安全的，不會(huì)影響其工作能力。

為使磁珠保持良好狀態(tài)，應(yīng)嚴(yán)格按照制造商的說(shuō)明進(jìn)行儲(chǔ)存，通常需要冷藏、密閉保存，同時(shí)關(guān)注有效期。若觀察到磁珠明顯變色，在處理珍貴樣本前，建議用新批次的磁珠進(jìn)行性能驗(yàn)證。