磁性納米粒子在生物學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用

郭祖鵬，郭 莉，師存杰，焉海波

(青海大學(xué)化工學(xué)院，青海 西寧 810016)

隨著納米科學(xué)的發(fā)展，納米材料在生物學(xué)及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域展示出了廣闊的應(yīng)用前景[1]。在眾多的納米材料中，磁性納米粒子由于其超微尺寸，表現(xiàn)出許多不同于常規(guī)磁性材料的特性，如超順磁性、高矯頑力、小尺寸效應(yīng)、量子隧道效應(yīng)、居里溫度降低等特性[2]，在生物分離、生物檢測[3]、靶向藥物輸送[4]、磁共振成像[5]、腫瘤磁感應(yīng)熱療[6]等生物學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域得到越來越多的應(yīng)用，逐漸成為研究熱點(diǎn)。作者在此綜述了近年來磁性納米粒子在生物學(xué)以及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展。

1 生物分離

生物分離是指利用功能化磁性納米粒子的表面配體(或受體)與受體(或配體)之間的特異性相互作用(如抗原-抗體作用、親和素-生物素作用等)來實現(xiàn)對靶向性生物目標(biāo)的快速分離。傳統(tǒng)的分離技術(shù)如沉淀、離心等，步驟繁雜、耗時長、收率低，接觸有毒試劑，很難實現(xiàn)自動化操作。而磁分離技術(shù)具有快速、簡便的特點(diǎn)，能夠高效、可靠地捕獲特定的蛋白質(zhì)或其它生物大分子?；诖判约{米粒子的超順磁性，納米粒子在外加磁場作用下被磁化，然而一旦去掉磁場，立即重新分散于溶液中。通常磁分離技術(shù)主要包括以下兩個步驟：(1)將要研究的生物實體標(biāo)記于磁性粒子上；(2)利用磁性液體分離設(shè)備將被標(biāo)記的生物實體分離出來。目前，磁分離方法已經(jīng)拓展到對細(xì)胞、蛋白質(zhì)和核酸(DNA，RNA)等多種生物目標(biāo)的分離和純化。

李梅基等[7]采用化學(xué)共沉淀法合成納米粒子Fe3O4磁核，以殼聚糖為包裹材料，采用乳化交聯(lián)法制備了具有核-殼結(jié)構(gòu)的磁性高分子微球——?dú)ぞ厶谴判晕⑶?，再耦?lián)肝素配基得到了一種新型親和磁性微球，通過實驗考察了該親和磁性微球?qū)δ傅姆蛛x純化性能，并與傳統(tǒng)的DEAE離子交換色譜法進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，所得親和磁性微球形狀規(guī)整、粒徑分布較窄，粒徑在50 nm左右，對凝血酶一步吸附純化獲得了比活1879.71 U·mg-1的酶、得率85%、純化倍數(shù)11.057，而傳統(tǒng)柱層析法得率72%、純化倍數(shù)僅5.33。

孫文通等[8]采用層層自組裝技術(shù)在磁性納米粒子表面上修飾了聚天冬氨酸和聚乙二胺。磁性納米粒子表面的電荷可以通過聚乙二胺溶液的pH值調(diào)控，其等電點(diǎn)隨聚乙二胺溶液pH值的減小而減小。雙層修飾的磁性納米粒子與蛋白質(zhì)的作用主要是靜電作用，因此具有不同表面電荷的磁性納米粒子可選擇性地吸附蛋白質(zhì)。

Bromberg等[9]成功合成了經(jīng)聚乙烯亞胺和聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽表面修飾的磁性納米復(fù)合粒子。分析測試結(jié)果顯示，這種復(fù)合粒子能夠在pH值≤10的水中穩(wěn)定存在，并能捕獲各種細(xì)菌的DNA分子。同時，可通過外加磁場分離這種復(fù)合粒子。此外，這種復(fù)合粒子毒性很小。Bromberg等[10]還合成了磁性金屬Co納米粒子，以聚六亞甲基雙胍鹽酸鹽對其進(jìn)行表面修飾，得到的復(fù)合磁性納米粒子對大腸桿菌中的雙鏈DNA具有很高的捕獲能力，且吸附能力隨著粒子粒徑的減小而增大。

2 生物檢測

磁性納米粒子由于其較小的尺寸、較高的反應(yīng)活性、優(yōu)異的磁導(dǎo)向性以及這些性質(zhì)的可調(diào)控性，在蛋白質(zhì)、核酸等生物分子檢測方面受到廣泛關(guān)注，可以利用其建立新的檢測方法以改善目前方法所存在的缺陷，具有良好的應(yīng)用前景。

李智勇等[11]建立了一種板式磁顆?；瘜W(xué)發(fā)光免疫分析方法并將其用于人血清中癌胚抗原(CEA)的測定，該方法利用HRP標(biāo)記的CEA抗體以及異硫氰酸熒光素(FITC)標(biāo)記的CEA抗體與CEA抗原在微孔板中進(jìn)行夾心反應(yīng)，以抗FITC抗體包被的磁性微粒子溶液作為分離固相，利用一個適用于微孔板的特殊磁性分離器進(jìn)行分離，最后加入魯米諾和H2O2底物進(jìn)行發(fā)光反應(yīng)。該方法采用微孔板代替透明管作為反應(yīng)容器，磁顆粒作為分離固相在微孔里與免疫試劑反應(yīng)，提前用BSA將微孔板封閉，結(jié)合了微孔板作為反應(yīng)容器以及磁顆粒分離體系的優(yōu)點(diǎn)，很好地解決了管式磁顆粒方法非特異性吸附強(qiáng)以及包被板方法線性范圍小的局限性，同時避免了管間差異以及包被不均問題。用該方法對人血清中的CEA在0～250 ng·mL-1濃度范圍進(jìn)行了測定，檢測靈敏度為0.57 ng·mL-1，批內(nèi)和批間變異分別小于7%和11%。與市售CLIA試劑盒測定結(jié)果進(jìn)行比對，兩者顯示了很好的相關(guān)性。

李智洋等[12]制備了兔抗大腸桿菌E.coliO157：H7的免疫磁性納米粒子，富集病原菌后與鼠抗E.coliO157：H7的單克隆抗體形成雙抗夾心，采用堿性磷酸酶標(biāo)記的馬抗鼠IgG與單抗結(jié)合，加入堿性磷酸酶的化學(xué)發(fā)光底物試劑3-(2′-螺旋金剛烷)-4-甲氧基-4-(3″-羥基)苯-1，2-二氧雜環(huán)丁烷磷酸檢測化學(xué)發(fā)光?？疾炝说孜锞彌_溶液、堿性磷酸酶濃度對化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度的影響，比較了NaBH4和甘氨酸對免疫磁珠剩余活性醛基的封閉效果以及該方法檢測E.coliO157：H7的特異性和敏感性。結(jié)果表明，堿性磷酸酶與底物在c緩沖溶液中反應(yīng)的化學(xué)發(fā)光強(qiáng)度最高，堿性磷酸酶濃度決定了化學(xué)發(fā)光的強(qiáng)度和持續(xù)時間，NaBH4對活性醛基的封閉效果優(yōu)于甘氨酸。以D群宋內(nèi)氏志賀氏菌、B群福氏志賀氏菌、鼠傷寒沙門氏菌、金黃色葡萄球菌和霍亂弧菌及E.coliTop10f′為對照的比較實驗顯示，該檢測方法具有良好的特異性，以1 mL為菌液檢測體積時對E.coliO157：H7的檢測靈敏度為103 cell·mL-1，檢測時間約為3 h。該方法適用于對多樣本進(jìn)行篩查。

鄭國金等[13]以待測尿液中的雌三醇、辣根過氧化物酶標(biāo)記的雌三醇與FITC標(biāo)記的兔抗雌三醇抗體在均相體系中發(fā)生競爭性免疫反應(yīng)，再加入用羊抗FITC抗體包被的磁性微粒子，反應(yīng)生成物結(jié)合在磁性微粒子上，在磁場中經(jīng)分離、洗滌后加入發(fā)光底物，檢測發(fā)光強(qiáng)度(RLU)，測定尿液中雌三醇的含量。通過優(yōu)化檢測條件，建立了磁性微粒子化學(xué)發(fā)光免疫分析法測定人尿液中雌三醇的方法，并對正常男性、女性和孕婦的尿液中雌三醇含量進(jìn)行了測定。結(jié)果表明，該方法的線性范圍為1～100 μg·L-1，檢出限為0.25 μg·L-1，具有很高的靈敏度;批內(nèi)相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于14%；批間相對標(biāo)準(zhǔn)偏差小于7%，具有良好的穩(wěn)定性和重現(xiàn)性。

Song等[14]成功地將連接有單克隆抗體的熒光-磁性-細(xì)胞靶向多功能的納米粒子用于白血病細(xì)胞和前列腺癌細(xì)胞的富集和檢測。該多功能納米粒子對兩種癌細(xì)胞的捕獲效率分別為96%和97%，對微量癌細(xì)胞的靈敏度也很高，可達(dá)到0.01%，而且測試分析前不需要任何預(yù)處理。

3 靶向藥物輸送

磁靶向藥物輸送系統(tǒng)是近些年發(fā)展起來的一種新型靶向藥物輸送系統(tǒng)，特別是具有超順磁性的納米粒子在藥物輸送系統(tǒng)中具有顯著的優(yōu)點(diǎn)：載藥磁性納米粒子可以通過外加磁場準(zhǔn)確地靶向病灶部位，在提高靶區(qū)藥物濃度的同時減輕了對正常組織的損傷，從而降低其生理毒性，提高藥效；可以通過磁共振成像跟蹤藥物輸送過程及其在生物體內(nèi)的分布；在交變磁場的作用下，順磁性納米粒子吸收能量產(chǎn)生熱能、發(fā)揮熱療效能的同時還可以控釋藥物。

武承林等[15]通過多步反應(yīng)制備了一種多層結(jié)構(gòu)、多功能的新型磁性納米復(fù)合粒子(Fe3O4@SiO2@polymer)。該納米復(fù)合粒子內(nèi)核是磁性Fe3O4納米粒子，SiO2包裹在Fe3O4上使其能夠穩(wěn)定分散并保護(hù)其不被腐蝕氧化；中間層是生物相容的聚天冬氨酸(PAsp)載藥層；最外層是親水的聚乙二醇(PEG)穩(wěn)定層。磁性納米復(fù)合粒子各層都是生物相容的，利用靜電作用將抗癌藥物阿霉素(DOX)負(fù)載在磁性納米復(fù)合粒子上，DOX的釋放速率在酸性條件下明顯加快，這樣不僅能夠通過磁性作用實現(xiàn)藥物的靶向控制釋放，還能夠通過pH值調(diào)節(jié)藥物的釋放速率。

李玉慧等[16]采用合成油酸修飾Fe3O4納米粒子和羧甲基殼聚糖直接包埋油酸修飾的Fe3O4納米粒子的兩步合成法制備了羧甲基殼聚糖磁性納米粒子。該磁性納米粒子呈規(guī)則球形，粒徑約10 nm；表面含羧基，具有很好的順磁性和穩(wěn)定性?？疾炝唆燃谆鶜ぞ厶谴判约{米粒子對阿霉素的載藥量和在磷酸鹽緩沖溶液中對阿霉素的緩釋性能。結(jié)果表明，該磁性納米粒子對阿霉素展示了較高的載藥量(91.8 mg·g-1)，對阿霉素的緩釋作用明顯，有望作為治療腫瘤的納米磁靶向藥物輸送載體。

Luo等[17]采用水熱法合成了粒徑為200 nm左右的中空多孔Fe3O4納米粒子，該磁性納米粒子的飽和磁化強(qiáng)度高(88.7 emu·g-1)，形貌規(guī)整，孔道均一，有利于藥物的存儲、輸送和釋放，對抗癌藥物紫杉醇(PXL)的載藥量高達(dá)20.2%，生物相容性好，將人胚胎腎細(xì)胞HEK 293T與1000 μg·mL-1的Fe3O4納米粒子共培養(yǎng)24 h，細(xì)胞存活率仍能達(dá)到80%。MTT實驗表明，該磁性納米粒子本身細(xì)胞毒性很小，負(fù)載上PXL后，能夠較好地殺死腫瘤細(xì)胞。

Song等[18]采用電化學(xué)沉積法在多孔陽極氧化鋁(AAO)模板內(nèi)制備出直徑約50 nm、長度2～5 μm的Fe納米線，分別選用HEK293A細(xì)胞和Hela細(xì)胞為研究模型檢測了Fe納米線與細(xì)胞的相互作用，結(jié)果顯示Fe納米線確實能被細(xì)胞內(nèi)吞，兩種細(xì)胞在與Fe納米線共培養(yǎng)72 h后存活率沒有明顯的下降。如果對其表面進(jìn)行修飾或與介孔SiO2復(fù)合再負(fù)載抗腫瘤藥物，將會成為非常有潛在應(yīng)用價值的藥物載體。

Mu等[19]基于含藥物分子雙嘧達(dá)莫的雜化乳化液滴，采用層層自組裝方法成功制備了具有磁導(dǎo)向的pH值敏感性可控釋藥物輸送體系。經(jīng)油酸修飾的磁性Fe3O4納米粒子和藥物分子雙嘧達(dá)莫直接被封裝在乳化液滴內(nèi)。實驗發(fā)現(xiàn)，在108 mg·g-1的高載藥量條件下，pH值為1.8時，雙嘧達(dá)莫31 h后從雜化乳化液滴中釋放比例幾乎達(dá)到100%；而pH值為7.4時，雙嘧達(dá)莫48 h后的釋放比例僅為3.3%。因此，該藥物輸送系統(tǒng)具有良好的pH值敏感性和較高的藥物裝載量，是很有前途的藥物緩釋劑。

4 磁共振成像

磁共振成像技術(shù)(MRI)由于可以用來對生物體內(nèi)臟器官和軟組織進(jìn)行無損的快速檢測，已成為診斷軟組織病變尤其是檢測腫瘤最為有效的臨床診斷方法之一。磁性納米粒子在臨床磁共振成像中的應(yīng)用主要是指超順磁性納米粒子在磁共振成像中的應(yīng)用。磁共振成像信號依賴于徑向和橫向質(zhì)子的弛豫時間，正是二者之間的差異造成了不同組織在磁共振成像圖像中的對比度有所不同。機(jī)體組織中水分的內(nèi)在弛豫時間與其生理環(huán)境有關(guān)，因而其在病變組織中會有所改變，盡管這種變化的特異性較小，但在病變晚期，該特異性會明顯增強(qiáng)。因此，磁共振成像非常適于對病變進(jìn)行特異性診斷。利用磁共振成像造影劑可以對組織的弛豫時間加以調(diào)控，從而提高圖像的信號強(qiáng)度和對比度。該技術(shù)力圖在分子和細(xì)胞水平上將疾病特異性生物標(biāo)志物可視化，其應(yīng)用越來越依賴于造影劑，造影劑應(yīng)用于影像引導(dǎo)給藥要求具有生物相容性、在循環(huán)過程中保持穩(wěn)定性、在血液中擁有長期的循環(huán)。在新出現(xiàn)的細(xì)胞和分子磁共振成像技術(shù)中，造影劑已成為關(guān)鍵因素。超順磁性納米粒子由親水性的聚合物包覆，能賦予“隱身”的特性，改善膠體的穩(wěn)定性，延長循環(huán)動力學(xué)，限制負(fù)載藥物量和藥物分散的快速性[20]，被廣泛用作造影劑。

武新英等[21]制備了以聚乳酸(PLA)為包被材料、精氨酸-甘氨酸-天冬氨酸(RGD)肽標(biāo)記的超小超順磁性氧化鐵(RGD-PLA-USPIO)，并在體外和體內(nèi)實驗中考察了其檢測腫瘤血管生成的能力。普魯士藍(lán)染色和透射電子顯微鏡證實了人臍靜脈血管內(nèi)皮細(xì)胞可以特異性攝取RGD-PLA-USPIO。Vx-2腫瘤模型注射RGD-PLA-USPIO后其磁共振T2加權(quán)圖像的信號顯著降低，而側(cè)肌肉組織僅見輕微本底改變。表明RGD-PLA-USPIO可以有效在磁共振圖像上顯示活化腫瘤血管內(nèi)皮整合素ανβ3的表達(dá)，未來有望在腫瘤的診斷和療效監(jiān)測方面發(fā)揮重要作用。

李芳秋等[22]將抗人精子蛋白17單克隆抗體(anti-Sp17 mAb)連接到表面包覆殼聚糖的超順磁性氧化鐵納米粒子上，制成磁性納米探針anti-Sp17-MNP，用作MRI陰性對比劑。將磁性納米探針與Sp17+和Sp17-培養(yǎng)的腫瘤細(xì)胞共育，進(jìn)行一系列體外磁共振成像實驗。荷瘤小鼠尾靜脈注射磁性納米粒子，用7T磁共振儀在體成像，觀察腫瘤部位的信號變化，并用普魯士藍(lán)染色腫瘤組織切片，觀察有無鐵粒子聚集。體外MRI數(shù)據(jù)顯示，anti-Sp17-MNP與細(xì)胞靶向結(jié)合，并與細(xì)胞共育2 h后，Sp17+HO-8910的T2信號強(qiáng)度比Sp17-HepG2低2倍；anti-Sp17-MNP對腫瘤細(xì)胞的靶向作用可被重組人Sp17阻斷。7T磁共振儀對動物在體腫瘤成像結(jié)果顯示，感興趣區(qū)因磁性納米探針靶向聚集而導(dǎo)致信號降低，并經(jīng)組織切片普魯士藍(lán)染色證實。研究結(jié)果表明，用anti-Sp17抗體按新的合成路線制備的納米探針具有用作MRI對比劑進(jìn)行分子成像的潛能。

喬瑞瑞等[23]采用兩種不同表面修飾的Fe3O4納米粒子作為磁共振造影劑，利用其表面羧基與具有靶向識別腫瘤表面整合素受體(Integrinαvβ3)的c(RGDyK)多肽進(jìn)行耦聯(lián)，制備出具有腫瘤靶向性的磁共振分子探針，并以荷人腦膠質(zhì)瘤(U-87MG)裸鼠為動物模型，進(jìn)行體內(nèi)MRI研究。結(jié)果顯示，兩種納米粒子均能夠產(chǎn)生明顯的T2造影效果，表面為聚乙二醇及油胺共同修飾的納米粒子的最佳成像時間為注射藥物后8 h，而只有聚乙二醇修飾的納米粒子的最佳成像時間為注射藥物后4 h，導(dǎo)致兩種納米粒子達(dá)到最佳成像效果的時間不同的原因在于其表面電荷的不同。

Zhang等[24]以PVP為穩(wěn)定劑和修飾劑，采用共沉淀法合成出粒徑分別為2 nm和7 nm的氧化鐵納米粒子。通過尾靜脈注射的方式將該功能化納米粒子注入實驗小鼠體內(nèi)，并將實驗小鼠置于外加磁場30 min后對其進(jìn)行MRI檢測，結(jié)果顯示，與對照組相比，由于外加磁場的作用，納米粒子主要集中于靶向區(qū)域，而且注射功能化納米粒子的小鼠在肺、肝、腎等部位的陰性對比度明顯增強(qiáng)。這表明，該功能化氧化鐵納米粒子可以在外加磁場作用下定位于特定的靶向組織，并作為MRI診斷的陰性造影劑使用。

Tan等[25]制備了一種以Fe3O4為核、SiO2為中間包覆層、聚環(huán)氧乙烷與聚環(huán)氧丙烷的嵌段共聚物為外殼層的核-殼-殼三層結(jié)構(gòu)的磁性納米復(fù)合粒子(PEOFSN)。該磁性納米復(fù)合粒子不僅在室溫，而且在蛋白質(zhì)的生理潛伏期也可以穩(wěn)定存在，即使在外加高強(qiáng)度磁場的條件下，仍然具有很高的長時間穩(wěn)定的r2/r1比值，同時沒有細(xì)胞毒性?？梢宰鳛榇殴舱癯上竦膶Ρ葎?。

Kumagai等[26]合成了用高密度聚乙二醇表面包覆的以γ-Fe2O3為核、Au為殼的磁性納米復(fù)合粒子(AuIONs)。在老鼠皮下胰腺癌模型注射該磁性納米復(fù)合粒子后，其磁共振T2加權(quán)圖像的信號顯著加強(qiáng)，可以作為診斷惡性腫瘤的T2加權(quán)磁共振成像對比劑。

5 腫瘤磁感應(yīng)熱療

腫瘤磁感應(yīng)熱療是近年來發(fā)展的一種加溫治療腫瘤新方法[27]。它利用鐵磁性物質(zhì)能在交變磁場中升溫的物理特性，將磁性物質(zhì)作為熱介質(zhì)引入腫瘤組織，磁介質(zhì)在外加交變磁場作用下升溫并將腫瘤組織加熱到治療溫度，同時保護(hù)了腫瘤組織周圍的正常組織。由于這種能量靶向定位的治療方法可有效殺死腫瘤細(xì)胞，且無明顯副作用[6]，是具有潛力的腫瘤治療新技術(shù)。對于應(yīng)用于磁感應(yīng)熱療的微(納)米磁性材料，由于顆粒尺寸的不同導(dǎo)致了其產(chǎn)熱機(jī)制與應(yīng)用都不盡相同，其中主要的產(chǎn)熱機(jī)制是磁滯效應(yīng)[28]。熱療過程中超順磁性材料所需外加磁場的強(qiáng)度比鐵磁體的小得多，更有利于提高腫瘤熱療的效果。

陳本科等[29]采用共沉淀法制備Fe3O4磁性納米粒子，經(jīng)表面氨基化修飾后在其表面耦聯(lián)魚精蛋白。所制備的磁性納米粒子粒徑約10 nm左右，在交變磁場下具有良好的升溫性能。魚精蛋白功能化修飾磁性納米粒子后，其Zeta電位進(jìn)一步增大，更利于與DNA有效結(jié)合，對于HepG2細(xì)胞系，其轉(zhuǎn)染綠色熒光蛋白質(zhì)(pEGFP-N1)質(zhì)粒的效率高于真核轉(zhuǎn)染試劑(Vigofect)。研究表明，魚精蛋白功能化修飾的鐵氧磁性納米粒子可作為磁轉(zhuǎn)染的有效載體，由于其同時具備在交變磁場下升溫的性能，在基因治療聯(lián)合熱療的研究領(lǐng)域具有一定的應(yīng)用價值。

趙印敏等[30]采用化學(xué)共沉淀法制備葡聚糖包覆的超順磁性納米粒子，并將其共價耦聯(lián)靶向血管新生肽RGD10，合成了一種具有靶向新生血管特點(diǎn)的葡聚糖包覆超順磁性納米復(fù)合粒子。該磁性納米復(fù)合粒子近似圓形，直徑為30～40 nm，核心鐵顆粒直徑為8～10 nm，鐵含量為(1.71±0.16) g·L-1；其利用RGD肽與整合素的親和力結(jié)合在人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞(HUVECs)表面，結(jié)合率為(54.4±8.2)%，用交變電場處理后，顯示有(38.4±9.8)% HUVECs發(fā)生凋亡。小鼠腫瘤冰凍組織切片觀察發(fā)現(xiàn)，磁性納米復(fù)合粒子與腫瘤組織有較好的親和力。局部熱療后荷瘤小鼠的抑瘤率為54.8%，與對照比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。該磁性納米復(fù)合粒子在大小和性能上符合熱療要求，與HUVECs有較好的親和力，具有腫瘤組織靶向結(jié)合能力，局部熱療后對腫瘤生長具有一定的抑制作用。

Martín-Saavedra等[31]制備了一種磁性核殼介孔氧化硅納米微球(MMS)。該磁性納米微球有著很好的生物相容性，其細(xì)胞的形態(tài)和新陳代謝活動不受影響；在低頻交變磁場作用下，可以產(chǎn)生磁熱，最高溫度為42 ℃；且具有良好的磁熱強(qiáng)度的可控性以及對于特定細(xì)胞的攝取性，是一種理想的磁熱療試劑。

Hayashi等[32]制備了經(jīng)葉酸(FA)和β-環(huán)糊精(CD)表面修飾的功能化超順磁性納米粒子(FA-CD-SPIONs)，其中CD對于藥物具有良好的包容性、FA作為乳腺癌腫瘤靶向配體并賦予FA-CD-SPIONs癌癥靶向藥物功能。分析結(jié)果顯示，F(xiàn)A-CD-SPIONs粒徑為12.4 nm，能夠在水中穩(wěn)定存在。在16 000 Oe時，飽和磁化強(qiáng)度為51 emu·g-1。在特定的低頻交變磁場(230 kHz、100 Oe)作用下，F(xiàn)A-CD-SPIONs有著特定的吸收率(132 W·g-1)，通過改變磁場，F(xiàn)A-CD-SPIONs可以感應(yīng)磁熱從CD中釋放藥物。同時，F(xiàn)A-CD-SPIONs對細(xì)胞無毒副作用，可以用于藥物輸送和磁熱療。

Lartigue等[33]首先通過熱分解合成粒徑4～35 nm的氧化鐵磁性納米粒子，然后通過配體交換反應(yīng)，得到了一種在水中具有良好分散性且可以長時間穩(wěn)定存在的糖類包覆的磁性納米復(fù)合粒子。其中粒徑為16～18 nm的粒子，具有良好的橫向弛豫系數(shù)(是目前最好的可用商業(yè)產(chǎn)品的3倍)和很寬的磁熱釋放頻率范圍。該磁性納米復(fù)合粒子具有用于磁流體熱療和用于陰性磁共振成像造影劑的潛在價值。

6 結(jié)語

隨著納米技術(shù)的迅速發(fā)展，磁性納米粒子的合成技術(shù)已趨于成熟，研究者們可制備不同形狀、不同大小、不同組分的磁性納米粒子，再在其表面通過分子吸附或氫鍵作用進(jìn)行修飾或連接上不同的生物分子、有機(jī)分子、金屬或無機(jī)化合物等，將磁性納米粒子應(yīng)用于生物學(xué)及醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域也越來越受到重視。磁性納米粒子的生物學(xué)及醫(yī)學(xué)應(yīng)用，除了與納米粒子自身的化學(xué)組成、顆粒尺寸密切相關(guān)外，還在很大程度上取決于納米粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)，表面性質(zhì)的差異使得納米粒子在生物體內(nèi)表現(xiàn)出完全不同的行為，包括血液循環(huán)行為的差別及體內(nèi)分布與代謝途徑的差別等?？傊F(xiàn)階段以生物體內(nèi)應(yīng)用為目標(biāo)的磁性納米粒子研究，仍有下列值得深入研究的重要問題：(1)構(gòu)建并制備尺寸小、粒徑均一、分散性和環(huán)境相容性好、表面活性基團(tuán)豐富的多功能磁性納米粒子；(2)根據(jù)被檢測分子的特點(diǎn)設(shè)計多功能磁性納米粒子，實現(xiàn)高靈敏度、特異性檢測；(3)利用磁性納米粒子作為分子探針進(jìn)行實時、在線、原位、活體分子的檢測；(4)解決磁性納米粒子的各向異性，進(jìn)一步發(fā)展其免疫逃逸措施，有效避免免疫系統(tǒng)對磁性納米粒子的吞噬，進(jìn)一步提高磁性納米粒子到達(dá)并有效富集于病灶部位的幾率；(5)深入研究磁性納米粒子在人體內(nèi)的代謝和清理機(jī)制及其使用劑量和毒性，系統(tǒng)研究磁性納米粒子表面與腫瘤細(xì)胞和正常組織的生物學(xué)作用機(jī)制，以提高其抗癌能力，同時降低對人體的副作用；(6)提高靶向載體的藥物負(fù)載能力和在靶向部位釋放藥物速度的可控性，提高磁介質(zhì)的靶向性，提高磁性納米粒子的產(chǎn)熱效率；(7)研究磁性納米粒子體內(nèi)分布與其表面修飾結(jié)構(gòu)、物理化學(xué)性質(zhì)的相關(guān)性，考察磁性納米粒子尺寸對其體內(nèi)分布、代謝途徑、血液循環(huán)行為的影響等。

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