磁性纳米粒子生物安全性评价

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1、磁性纳米粒子生物安全性评价摘要目的：　　　综合运用纳米、化学等研究领域的先进技术制备磁性纳米粒子，并采用葡萄糖酸（GLA）和低聚壳聚糖（CSO）分别对磁性Fe3O4纳米粒子进行界面修饰，制备出分散性好、生物亲和性高的GLA-Fe3O4和CSO-Fe3O4两种磁性纳米粒子。研究GLA-Fe3O4和CSO-Fe3O4两种磁性纳米粒子在吸附时间、pH值和初始蛋白的浓度的影响因素下对牛血清白蛋白（BSA）的吸附性能。同时对GLA-Fe3O4和CSO-Fe3O4两种磁性纳米粒子的生物相容性进行研究。初步探讨GLA-Fe3O4和C

2、SO-Fe3O4两种磁性纳米粒子在体外与小鼠巨噬细胞RA)观察磁性纳米粒子的形态。　　　Fe3O4、GLA-Fe3O4和CSO-Fe3O4在单因素变量（时间、pH及初始BSA浓度）的条件下分别与牛血清白蛋白BSA相互作用，通过考马斯亮蓝法（Bradford法）利用紫外分光光度计测定波长在595nm处上清液中BSA浓度间接计算出磁性纳米粒子吸附BSA的量。　　　三种磁性纳米粒子浓度设定为25-800μg/mL七个浓度，分别与小鼠巨噬细胞RATT共孵育4h利用酶标仪测定570nm处吸光值，计算细胞增值率。不同浓度的三种磁性

3、纳米粒子与新鲜人血在37℃共孵育60min，利用酶标仪545nm处测定离心上清液的吸光值，计算溶血率。　　　采用普鲁士蓝铁染色法观察小鼠巨噬细胞RATT实验结果表明24h内GLA-Fe3O4和CSO-Fe3O4对小鼠巨噬细胞RARI)、药物靶向及控释、肿瘤诊断与治疗等方面。　　　鉴于具有磁性能的纳米材料的广泛应用，促使了其制备方法也在不断地成熟，到目前为止，人们已经发展了多种方法制备各类纳米粒子。按制备技术分类，可分为机械粉碎法、气体蒸发法、溶液法、激光合成法、等离子体合成法、射线辐照合成法、溶胶-凝胶法等；按照合成的

4、环境可分为液相合成法、气相合成法和固相合成法；按研究纳米粒子的学科分类，又可将其分为物理方法、化学方法、生物法和物理化学方法等。早期的物理制备法逐渐被取代，利用较低的成本、简单易行的技术方法制备出粒径小、形貌均匀，纯度高，粒度分布窄，具有良好分散性和磁性，易功能化的纳米粒子是目前研究的趋势。　　　近十多年里磁性纳米粒子的种类多种多样，多功能的磁性纳米粒子在生物医学、环境科学和材料科学等众多领域展现出强大的生命力，尤其在医药领域越来越受到关注。为了将磁性纳米粒子用于生物医学领域，研究者们采用各种方法制备出不同形貌的磁性纳

5、米粒子，这些纳米粒子经过表面修饰，在保证磁性的基础上增加了纳米粒的生物亲和性。多功能磁性粒子现已被应用于磁共振造影剂、肿瘤磁热疗、磁靶向药物、组织修复和蛋白质固定[3-5]等方面。对于纳米粒子应用于疾病诊断治疗对机体可能存在的危害目前也被研究者们重视，同时要考虑到磁性纳米粒子能否正确及时到达治疗部位，以适当的计量发挥治疗效果。进入生物体的磁性纳米粒子可能发生团聚、解离和吸附等变化，受机体防御、清除和免疫反应行为的干扰，因此体外研究模型可有利的避免这些情况，成为研究纳米粒子细胞毒性和安全性的平台，为保障纳米科技的安全、健

6、康、可持续发展及安全防护提供科学依据。　　　目前,许多研究人员报道使用高分子修饰磁性纳米粒子,然而用有机小分子对磁性纳米粒子改性的报道较少[6]。葡萄糖酸分子量小，易溶于水，具有生物亲和性和生物可降解性，曾被应用于固定化脂肪酶的领域[7]壳聚糖具有生物相容性、生物活性和可降解性[8]，但由于壳聚糖分子量大，分子含有大量氢键，因此不溶于水，其应用受到很大限制。经解聚后的低聚壳聚糖其分子量小，易溶于水，可被吸收利用，表现出独特的功能和生理活性，如提高巨噬细胞的吞噬能力，活化增殖人体肠道内的双歧杆菌，抑制肿瘤细胞的生长，降低

7、血脂，吸附胆固醇等。应用葡萄糖酸和低聚壳聚糖分别修饰的磁性Fe3O4纳米粒子一方面对外加磁场表现出磁响应性，易于磁场分离，另一方面修饰后的纳米粒子生物活性和生物亲和性增加。壳聚糖含有游离的-NH2，可共价键合活性物质[9]。先前的研究多通过库仑引力将壳聚糖分子物理吸附到磁性纳米粒子的表面以实现对粒子的修饰，但此方法制备的壳聚糖-磁性纳米粒子的稳定性较差，与其他生物大分子发生吸附竞争容易脱落。因此我们以(3-氯丙基)三甲氧基硅烷为偶联剂，将低聚壳聚糖分子共价键合到磁性纳米粒子的表面，得到稳定性强的CSO-Fe3O4纳米粒

8、子。GLA-Fe3O4和CSO-Fe3O4这两种纳米粒子具有良好的磁性、亲水性和生物亲和性，有广泛的应用前景[10]这些磁性粒子被研究用于污水处理、蛋白质提纯、药物运输、固定化酶[11]等领域。　　　蛋白质的界面吸附行为研究成为考察材料生物相容性的重要依据，通过磁性纳米粒子与蛋白质相互作用，可帮助了解纳米粒子在体内的分布和运输，对