目的の核酸（DNAやRNA等）、抗原や抗体などタンパク質の精製、細胞分離等の用途で、現代では一般的に使用されている磁気ビーズ（Magnetic Beads）。最近ではエクソソームの分離にも使用されるなど、アプリケーションの幅が拡がっています。
論文検索で磁気ビーズの使用の歴史を辿ると、1970年代後半から磁気ビーズを用いたアプリケーションでの使用が見られています(1,2)。
磁気ビーズは、表面に化学修飾、抗体やヌクレオチド等の修飾を行うことで表面に目的物質を結合させ、強力な磁石を用いて分離する原理を使用しています。放射性物質を使用しないため安全で、遠心も使用しないため迅速かつ純度高く分離が可能な優れた方法です。これまで数多くのメーカーから磁気ビーズが発売されてきましたが、他社製品よりも高速なターゲットの分離を可能にした製品が、アイルランドのマグノスティクス（Magnostics）社より発売されました。
今回は、Magnostics社の事業開発を行っているWeBD.Tokyoの土肥基一様に、最新の高性能な磁気ビーズ「Aurosphere Superparamagnetic beads」の特長や、研究者の皆さまにおススメしたいポイントなどをお話頂きます。
Magnostics社磁気ビーズ「Aurosphere」のご紹介
Labo Fun! 土肥社長、よろしくお願いいたします。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 こちらこそ、このような機会をありがとうございます！偶然BioJapan2024でブースを拝見し、お話を伺っているうちに笠原社長の業界の知見に驚かされました。このようなご機会を頂き、大変光栄です！
Labo Fun! まず、簡単にMagnostics社の概要について、簡単なご紹介をお願いします。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 Magnostics社は、2017年にアイルランドで創業しました。NASAやEUにより支援を受けたナノバイオテクノロジーを基とした、高性能磁気ビーズ「Aurosphere」やDNA/RNA抽出キットを開発し、タンパク質、核酸や細胞などの効率的かつ迅速な分離を目指した製品を販売しています。研究分野での分離やハイスループットスクリーニング向け磁気ビーズだけでなく、臨床診断薬の業界にも製品を提供している、ISO13485準拠の磁気ビーズサプライヤーです。
Labo Fun! ありがとうございます。ウェブサイトトップにある「Magnostics seeks to improve outcomes for patients with serious illnesses through advanced nano-diagnostics. 」というスローガンにも、Magnostics社のこの姿勢が表れていますね。
Labo Fun! ところで、「Aurosphere」という品名は、どのような経緯で命名されたのでしょうか？
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 皆さまご存知のように、極域などで見られるオーロラ（Aurora）は、地球の磁気圏の大気と、荷電粒子の相互作用により引き起こされる光のアートです。このオーロラの美しいプラズマの輝き、美しさ、ダイナミックさ、そしてエネルギッシュさを、Magnostics社が自身の磁気ビーズになぞらえて命名したと聞いております。
磁気ビーズ性能のブレークスルー「Aurosphere」
Labo Fun! 今回ご紹介いただく磁気ビーズ「Aurosphere」ですが、どのような経緯で開発されたのでしょうか。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 はい。ビーズ等の足場になるような担体をサンプルに入れて分離・精製を行う方法は昔からありますが、特に臨床検体のような粘性のある検体試料や発酵培地では、このようなナノビーズでは粘性によりビーズを回収しにくく、分離・精製が困難となります。このような難しいサンプルからの分離を効率的に行えるよう、強化された磁化を持つ磁気ビーズ「Aurosphere」が開発されました。
Labo Fun! 「強化された磁化」とのことですが、どれくらい強化されているのでしょうか？
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 通常の磁気ビーズよりも3～5倍強い磁化となっています。
Labo Fun! 図から見ても、磁化に大きな違いが見られますね。
分離速度が速い！磁気ビーズは「Aurosphere」
Labo Fun! 次に分離速度について伺いたいと思います。他社製品と比較して、どれほどの違いがあるのでしょうか。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 Magnostics社で検証した、次のデータをご覧ください。複数の他社製品とビーズサイズ、そしてMagnostics社の磁気ビーズを使用した場合の分離速度を比較しています。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 Magnostics社のどちらのサイズでの他社磁気ビーズよりも高速な分離ができました。Aurosohere 200 nmサイズ（濃赤）の磁気ビーズでは、他社1の1.0 μmサイズの磁気ビーズよりも早い分離となりました。Magnostics社のAurosohere 800 nmサイズ（赤）の磁気ビーズでは、他社2の2.8 μmサイズ（黄）の磁気ビーズに匹敵するほど分離が高速であることが示されました。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 広い表面積による高い収率と迅速な分離による、研究者の方の生産性向上が期待できます。
Labo Fun! 特に200 nmサイズのAurosphereでは、他社1の1.0 μmサイズ磁気ビーズに対して大きく性能をリードしていますね。
分離性能ももちろん優秀！磁気ビーズは「Aurosphere」
Labo Fun! さて、ここまでAurosphere磁気ビーズの磁化の強さ、分離速度の速さを見てきたわけですが、分離の「性能」面はいかがでしょうか。データはありますでしょうか。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 はい。他社製品のデータが含まれるため、実際のデータについてはお問い合わせをいただいてからのご提供となりますが、新型コロナウイルスRNAの添加回収試験では、他社製品と比べて1ct早く、2倍の回収率となったデータがあります。
Labo Fun! 2倍の回収率はすごいですね。どのような理由が、この優れた分離性能に影響しているのでしょうか？
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 これまでに述べました高い磁化に加え、均一なサイズと表面化学が、迅速、高感度で特異的な分離性能につながっていると考えております。顕微鏡で撮影したビーズの比較写真もありますので、お問い合わせください。
ご希望の用途で！磁気ビーズは「Aurosphere」
Labo Fun! Magnostics社ではどのような種類の磁気ビーズを扱っていますか？
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 まず、粒径（直径）は200 nmと800 nmの製品を提供しています。磁気ビーズ表面の種類として、ストレプトアビジン、アミン、カルボン酸、シリカの4種類があります。またカスタムメイドをご希望されるクライアントも多く、特殊なニーズも広く承っております。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 一般的なアプリケーションとしては、シリカの磁気ビーズではRNAやDNA抽出、その他ご希望の標識での原材料としての使用があります。ストレプトアビジンの磁気ビーズはイムノアッセイやCTC分離などが上げられます。
Labo Fun! アプリケーション例の動画などありますでしょうか？
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 ディープウェル中の粘性溶液サンプルからのRNA分離で、Magnostics社のAurosphereでは80秒以内に分離を完了した動画がこちらです。左から他社Aの1 μm磁気ビーズ、他社Bの1 μm磁気ビーズ、そして右端がMagnostics社のAurosphere 800 nmです。ご覧いただくとすぐにお分かりいただけるように、分離スピードが他社製品よりも圧倒的に早くなっています。
Labo Fun! 一目瞭然の分離スピードですね。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 はい。このようなMagnostics社の技術力が評価されております。それ以外の例としては、Magnostics社では新型コロナウイルス検出のための試薬およびRNA抽出キットの製造依頼を、アイルランド東病院グループ（IEHG）から受け、一日あたり15,000件の抽出キットを製造した実績もあります。
Labo Fun! ここまで「Aurosphere」の優れた面をご説明いただきましたが、ここで取り上げられなかった部分も含め、改めて「Aurosphere」の特長をまとめていただけますでしょうか。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 はい。以下の6点が「Aurosphere」をおススメしたいポイントとなります。
- 高い分離効率：800 nmのビーズでは2.7 μmのビーズと比較し、500倍の反応率を持つ。また、粘性サンプルなど複雑な培地からの収率が高い。
- メソポーラス表面コート：ナノスケールの特性による、強固な水素結合能と高表面積。
- 低い非特異的結合：Magnostics社の持つ、次世代の表面化学技術による。
- 迅速な製造時間
- 簡単、迅速、便利：遠心や高価な自動分離装置が不要。手軽かつ迅速に分離が可能。
- 幅広い分離アプリケーション：核酸分離、親和性による分離、細胞分離やタンパク質の分離等で使用可能。
Labo Fun! 特長のまとめをいただき、ありがとうございます。
今後の展開が楽しみな磁気ビーズ：「Aurosphere」
Labo Fun! Magnostics社の高性能な磁気ビーズは、一般的な分離アプリケーションに今後どのような広がりを見せそうでしょうか。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 Magnostics社では現在、磁気ビーズを利用したPOC（ポイントオブケア）アプリケーション用の高感度デバイス開発に向けた、チップデバイス技術を開発しています。たとえばウイルス検出など、シングルビーズレベルの感度で捕捉したターゲットを感知する技術を実証しています。
Labo Fun! 技術力の高さによる、アプリケーションの拡大が今後期待できますね。大変楽しみです。
Labo Fun! Aurosphereの使用文献がありましたら教えていただけますでしょうか。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 以下の使用文献がこれまでに発表されています。
- Ovarian Cancer Cell Separation for Screening and Staging Diagnostics: Targeting Mucin Protein Enables Rapid and Efficient Ovarian Cancer Cell Capture: Role of Nanoparticle Properties in Efficient Capture and Culture, Nathan Feely, Anita Wdowicz, Anne Chevalier, Ying Wang, Peng Li, Fanny Rollo ad Gil U. Lee, 2023
doi: 10.1002/smll.202207154 - Role of detergents and nuclease inhibitors in the extraction of RNA from eukaryotic cells in complex matrices, Cian Holohan, Nathan Feely, Peng Li, Gerard Curran and Gil U. Lee, 2022.
doi: 10.1039/D2NR02850F - -Influence of viral transport media and freeze-thaw cycling on the sensitivity of qRT-PCR detection of SARS-CoV-2 nucleic acids, Cian Holohan, Sophia Hanrahan, Nathan Feely, Peng Li, John O’Connell, Catherine Moss, Michael Carr, Oya Tagit and Gil U. Lee, 2022
doi: 10.1039/D1NR03933D - Characterization of carboxylate nanoparticle adhesion with the fungal pathogen Candida albicans, Amy Lyden, Lisa Lombardi, Wilfried Sire, Peng Li, Jeremy C. Simpson, Geraldine Butler and Gil U. Lee, 2017
doi: 10.1039/C7NR04724J - M13 Bacteriophage-Activated Superparamagnetic Beads for Affinity Separation, Julien Muzard, Mark Platt and Gil U. Lee, 2012
doi: 10.1002/smll.201200099 - Advances in Superparamagnetic-Synthetic Affinity Ligand Functionalized Nanomaterials for Biomagnetic separation, Conor Fields, Peng Li, James J. O’Mahony and Gil U. Lee, 2015
doi: 10.1002/bit.25665
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 今後さらに使用文献が増えますので、最新の使用文献についてはhttps://magnostics.com/pages/publications を是非チェックしてください。
磁気ビーズは、Magnostics社「Aurosphere」
Labo Fun! 性能もよく、価格も理想的な素晴らしい製品ということがわかりました。最後に土肥社長からMagnostics社製品についてのコメントや、製品群を一覧で見られるような、貴社のカタログなどのPDFやページのリンクがあれば教えてください。
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 ありがとうございます！英語にはなるのですが、Magnostics社のウェブサイトに製品一覧がまとまっているのですが、研究者様のニーズにあわせてカスタムすることも可能ですので、info@WeBD.Tokyoまでご連絡いただくのが一番効率的かと思います。
Labo Fun! 土肥社長、本日はありがとうございました
WeBD.Tokyo 土肥 基一 様 こちらこそ、貴重なご機会ありがとうございました！
<参考文献>
1) Guesdon JL, David B, Lapeyre J. Dosage enzymo-immunologique d’anticorps sériques anti-pollen de graminées et anti-acarien dans des immunsérums de lapin sur des perles de polyacrylamide agarose magnétiques [Enzyme-immunoassay of grass-pollen and mites antibodies in rabbit antisera on magnetic polyacrylamide agarose beads (author’s transl)]. Ann Immunol (Paris). 1977 Jul-Oct;128C(4-5):799-810. French. PMID: 71011
2) Smith KO, Gehle WD. Magnetic transfer devices for use in solid-phase radioimmunoassays and enzyme-linked immunosorbent assays. J Infect Dis. 1977 Oct;136 Suppl:S329-36. doi: 10.1093/infdis/136.supplement_2.s329. PMID: 198495
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