磁性纳米材料在生物医学领域的应用

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1、30中国医学装备2006年8月第3卷第8期ChinaMedicalEquipment2006AugustVol.3NO.8【研究与报告】磁性纳米材料在生物医学领域的应用Applicationofmagneticnano-materialinbiomedicinedomain陈功12,殷王君(1江苏省中医院医学工程信息部,江苏南京210029;2东南大学生物医学工程系)〔文章编号〕1672-8270(2006)08-30-03〔中图分类号〕TB383〔文献标识码〕A【摘要】从靶向药物载体技术,细胞分离技术,免疫分析,酶的吸附与固定作用和基因治疗几个方面简要分析磁性纳米材料在生物医学领域的应用

2、及其发展过程中有待解决的问题。【关键词】磁性纳米材料;生物医学;生物大分子Abstract:Theapplicationofmagneticnano-materialinthefieldofbiomedicineisintroducedfromaspectsofdrug-targettechnology,cellseparation,immunityanalysis,absorptionandimmobilityofenzymeandgenetherapyandtheproblemsareraisedtobesolvedinitsapplication.Keywords:magneticn

3、ano-material,biomedicine,biomolecule1引言:上相结合的方法制备具有特殊性能的磁性纳米材料。磁纳米科学技术是20世纪80年代发展起来的一门性纳米材料具有许多不同于常规材料的独特效应,如量多学科交叉融合的技术科学,其最终目标是直接以原子、子尺寸效应、表面效应、小尺寸效应及宏观量子隧道效分子及物质在纳米尺度上表现出来的新颖的物理、化学应等,这些效应使磁性纳米粒子具有不同于常规材料的和生物学特性来制造具有特定功能的产品。纳米材料是光、电、声、热、磁、敏感特性[2]。当磁性纳米粒子的粒径小指具有纳米量级的超微粒构成的固体物质。纳米材料具于其超顺磁性临界尺寸时,粒子

4、进入超顺磁性状态,无有三个结构特点:①结构单元或特征维度尺寸在纳米数矫顽力和剩磁。众所周知,对于块状磁性材料(如Fe、Co、量级(1～100nm);②存在大量的界面或自由表面;③各Ni),其体内往往形成多畴结构以降低体系的退磁场能。纳米单元之间存在一定的相互作用。由于纳米材料结构纳米粒子尺寸处于单畴临界尺寸时具有高的矫顽力[3]。上的特殊性,使纳米材料具有一些独特的效应,主要表现小尺寸效应和表面效应导致磁性纳米粒子具有较低的为小尺寸效应和表面或界面效应,因而在性能上与相同居里温度[4]。另外,磁性纳米粒子的饱和磁化强度(Ms)比组成的微米材料有非常显著的差异,体现出许多优异的常规材料低,并

5、且其比饱和磁化强度随粒径的减小而减性能和全新的功能。纳米材料在化学、冶金、电子、航天、小。当粒子尺寸降低到纳米量级时,磁性材料甚至会发生物和医学等领域展现出广阔的应用前景。生磁性相变。磁性纳米材料也具有良好的磁导向性、较当铁磁材料的粒子处于单畴尺寸时,矫顽力(Hc)将好的生物相容性、生物降解性和活性能基团等特点,它呈现极大值,粒子进入超顺磁性状态。这些特殊性能使可结合各种功能分子,如酶、抗体、细胞、DNA或RNA等,各种磁性纳米粒子的制备方法及性质的研究愈来愈受因而在靶向药物、控制释放、酶的固定化、免疫测定、到重视。开始,多以纯铁(a-Fe)纳米粒子为研究对象,制DNA和细胞的分离与分类等

6、领域可望有广泛的应用。备工艺几乎都是采用化学沉积法。后来,出现了许多新2性纳米材料在生物医学领域的应用的制备方法,如湿化学法和物理方法,或两种及两种以2.1靶向药物载体技术作者简介:陈功,男,高级工程师,主任。中国医学装备2006年8月第3卷第8期ChinaMedicalEquipment2006AugustVol.3NO.831利用磁性纳米颗粒制造靶向输送医疗药物,是目前链的差异,使其仅对特定细胞有亲和力,从而达到分离、医药学研究的热点。通常的靶向纳米药物载体是运用了分类以及对其种类、数量分布进行研究的目的。磁性粒载体对机体各组织或病变部位亲和力的不同,或将单克子用于细胞分离需要考虑以下

7、几个因素:不与非特定细隆抗体与载体结合,使药物能够转运到特定的治疗部位,胞结合、具有灵敏的磁响应性、在细胞分离介质中不凝但如果制备的载药颗粒过大,如处于微米量级,可能会结。引起血栓样血管栓塞,甚至导致死亡,而纳米级的磁性颗免疫分析在现代生物分析技术中是一种重要的方粒可以解决这个问题。磁性纳米颗粒的粒径比毛细血管法,它对蛋白质、抗原、抗体及细胞的定量分析发挥着巨通路还小1-2个数量级,用其作为定向载体,通过磁性导大的作用。