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マイクロビーズは、ノルウェーの化学者で教授のジョン・ウゲルスタッドが1977年に発明し、1978年にその方法を特許取得したことから、ウゲルスタッド粒子とも呼ばれています[ 1 ] [ 2 ] [ 3] [ 4 ]。均一なポリマー粒子で、通常直径は0.5～500マイクロメートルです。生体反応性分子をその表面に吸着または結合させ、細胞、タンパク質、核酸などの生物学的物質を分離するために使用できます。
マイクロビーズは、特定の物質や分子の分離および取り扱い、ならびに感度の高い分子や低存在量の分子の分析（例えば、小型化および自動化された環境下での分析）に用いられてきた。
マイクロビーズは、 1977年にノルウェー科学技術大学（NTNU）[ 5 ]でジョン・ウゲルスタッドが同じ球形のポリスチレンビーズを形成することに成功したときに誕生しました。 [ 4 ]数年後、彼は磁場中に置くと磁気特性を示す超常磁性マイクロビーズ（ダイナビーズ）を作製しました。磁場から取り除くと残留磁気がなくなるため、磁気分離技術の開発につながりました。遠心分離、ろ過、カラム、沈殿などの他のプロセスは必要ありません。
マイクロビーズは体積あたりの表面積が大きい。この特性に加え、サイズと形状の均一性により、非常に優れたアクセス性と高速な液相反応速度、そして迅速かつ効率的な結合が実現する。
黒色のポリエチレンマイクロ球は磁性または導電性の機能を持ち、電子機器、EMIシールド、顕微鏡技術などに利用されている。[ 6 ] [ 7 ]
蛍光ポリエチレンマイクロビーズは、適切な方法を開発し、機器や材料の相互汚染を最小限に抑えるために、実験室や工業プロセスでブラインドテストを実行するためによく使用されます。日中は見えないように見えるマイクロビーズは、紫外線を照射すると明るい蛍光反応を示します。[ 8 ]
着色ポリエチレンマイクロビーズは、流体の流れの可視化に使用され、デバイス内の粒子の流れの観察と特性評価を可能にするか、顕微鏡検査やバイオテクノロジーにおける可視マーカーとして使用されます。[ 9 ]
マイクロビーズは、生体磁気分離の主要なツールとして用いられます。学術研究および産業研究において、マイクロビーズの使用に基づいた様々な特許取得済みのプロセスとアプリケーションが開発されています。マイクロビーズは、抗体、ストレプトアビジン、タンパク質、抗原、DNA/RNA、またはその他の分子などの生体分子であるリガンドと予め結合されています。磁気分離プロセスには、次の3つのステップが含まれます。
マイクロビーズは、細胞の分離や細胞増殖に用いられます。タンパク質やタンパク質複合体を分離することができ、例えば免疫沈降法などに利用されます。分子生物学的研究や診断においても、マイクロビーズは有効です（例えば、免疫測定法による体外診断や核酸の体外診断など）。マイクロビーズをストレプトアビジンと結合させると、ビオチン化された分子を非常に効率的に分離できます。これは、DNA / RNA結合タンパク質の研究、シーケンシング、一本鎖テンプレートの作製などに頻繁に用いられます。遺伝子発現解析においても、マイクロビーズは有効であり、例えば転写解析のためのmRNAの分離などに利用されます。
マイクロビーズには多くの用途があり、そのほとんどはバイオテクノロジーや生物医学研究に用いられています。マイクロビーズと磁気分離技術は、疾病予防、医療、その他人類の健康増進に役立つ様々な革新的な手法を可能にしてきました。