磁性纳米颗粒及其在生物医学领域中的应用

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1、综述·动态·评论磁性纳米颗粒及其在生物医学领域中的应用徐星星，朱宏（南京工业大学材料科学与工程学院纳米生物技术研究所，江苏南京210009）摘要：磁性纳米颗粒因其独特的超顺磁性质和纳米特性，在生物医学领域得到了日益广泛的应用。本文系统评述了磁性纳米颗粒的制备方法、表面改性及其在生物分离、靶向热疗、靶向给药以及核磁共振成像等生物医学领域中的应用，并对其应用前景进行了展望。关键词：磁性纳米颗粒；生物分离；热疗；靶向给药；核磁共振成像中图分类号：TB383文献标识码：A文章编号：1001-3830(2010)05-0007-05MagneticNanoparticlesandThe

2、irApplicationsinBiomedicineXUXing-xing,ZHUHongCollegeofMaterialScienceandEngineering,NanjingUniversityofTechnology,Nanjing210009,ChinaAbstract:Magneticnanoparticleshavedrawgreatattentiononbiomedicalapplicationsfortheirsuperparamagnetismandnanometercharacteristics.Inthispaperwereviewthesynth

3、esis,surfacemodification,andapplicationsinthefieldofbiologicalseparation,hyperthermia,targeteddrugdeliveryandmagneticresonanceimaging(MRI).Andabriefoutlookontheapplicationispresented.Keywords:magneticnanoparticles;biologicalseparation;hyperthermia;targeteddrugdelivery;MRI1引言2磁性纳米颗粒的制备方法随着纳米

4、技术的快速发展，纳米材料特别是磁性纳米颗粒主要包括：铁的氧化物如磁性纳米颗粒(magneticnanoparticles,MNP)在生Fe3O4、γ-Fe2O3；纯金属如Fe、Co；其它磁性化[1,2]物医学领域引起了人们极大的研究兴趣。磁性合物如MgFe2O4、MnFe2O4、CoFe2O4；磁性合金[4]纳米颗粒是一类智能型的纳米磁性材料，既具有如CoPt3、FePt等。其中Fe3O4和γ-Fe2O3这一类纳米材料所特有的性质如粒径小、比表面积大、铁氧化合物应用最为广泛。偶连容量高，又具有磁响应性及超顺磁性，可以随着磁性纳米颗粒合成技术的发展，已成功在恒定磁场下聚集和定位

5、、在交变磁场下吸收电研发出了一系列制备形状可控、稳定性好、单分磁波产热。利用这些特性磁性纳米颗粒被应用于散磁性纳米颗粒的方法,如共沉淀法、高温分解生物标记与分离、核磁共振成像(MRI)、组织修复、法、水热合成法、微乳液法等,其中共沉淀法和高[3]药物载体以及疾病诊断与治疗等方面。本文综述温分解法是最常用的制备方法，已得到广泛的应了磁性纳米颗粒在生物分离、靶向给药、热疗及用。表1列出了一些较常用的纳米颗粒制备方法磁共振成像对比剂等方面的应用，并对其在生物及其特征。医学领域的应用前景进行了展望。3磁性纳米颗粒的表面改性由于纳米颗粒比表面积很大，其表面活性极高，容易发生团聚和氧化，

6、所以在实际研究和应收稿日期：2009-11-01修回日期：2009-12-28作者通信（联系人：朱宏）：Tel:023-83581716用中人们经常在其表面包覆生物材料。包覆后的E-mail:hzhu@njut.edu.cn纳米磁性颗粒，不仅改善了表面性质，降低了表磁性材料及器件2010年10月7表1纳米磁性颗粒常用制备方法及特点制备平均尺寸颗粒基本原理合成颗粒磁性能文献方法nm形貌2共沉铁和亚铁离子的混合溶液中加入碱，使溶液的pH值上升，伴随机械搅拌沉γ-Fe2O320～50A·m/kg3～20球形[5,6]2+3+-FeO淀法淀出纳米颗粒：Fe+2Fe+8OH=Fe3O4

7、+4H2O34超顺磁性2微乳水/油(W/O)微乳剂系统中，水合相微滴截流在连续油相的表面活性剂分子里.γ-Fe2O3立方体>30A·m/kg4～15[7]剂法稳定的表面活性剂分子的微孔(大约10nm)限制了颗粒的形核、长大与团聚.Fe3O4或球形超顺磁性2溶胶-以有机或无机铁盐为原料，在有机介质中进行水解、缩聚反应，使溶液经溶γ-Fe2O310～40A·m/kg4～50球形[8]凝胶法胶-凝胶过程得到凝胶，凝胶经加热(或冷冻)干燥、煅烧得到颗粒.Fe3O4超顺磁性高温将本体溶液通过喷雾喷入反应室，浮质小