磁性纳米材料的应用 磁性纳米颗粒是一类智能型的纳米材料，既具有纳米材料所特有的性质如表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应、偶连容量高，又具有良好的磁导向性、超顺磁性类酶催化特性和生物相容性等特殊性质，可以在恒定磁场下聚集和定位、在交变磁场下吸收电磁波产热。基于这些特性，磁性纳米颗粒广泛应用于分离和检测等方面。 （一）生物分离 生物分离是指利用功能化磁性纳米颗粒的表面配体与受体之间的特异性相互作用（如抗原-抗体和亲和素 -生物素等）来实现对靶向性生物目标的快速分离。 传统的分离技术主要包括沉淀、离心等过程，这些纯化方法的步骤繁杂、费时长、收率低，接触有毒试剂，很难实现自动化操作。磁分离技术基于磁性纳米材料的超顺磁性，在外加磁场下纳米颗粒被磁化，一旦去掉磁场，它们将立即重新分散于溶液中。因此，可以通过外界磁场来控制磁性纳米材料的磁性能，从而达到分离的目的，如细胞分离、蛋白质分离、核酸分离、酶分离等，具有快速、简便的特点，能够高效、可靠地捕获特定的蛋白质或其它生物大分子。此外，由于磁性纳米材料兼有纳米、磁学和类酶催化活性等特性，不仅能实现被检测物的分离与富集，而且能够使检测信号放大，具有重要的应用前景。 通常磁分离技术主要包括以下两个步骤：（ 1）将要研究的生物实体标记于磁性颗粒上；（2）利用磁性液体分离设备将被标记的生物实体分离出来。 ①细胞分离：细胞分离技术的目的是快速获得所需的目标细胞。传统的细胞分离技术主要是根据细胞的大小、形态以及密度差异进行分离，如采用微滤、超滤和超滤离心等方法。这些方法虽然操作简单，但是特异性差，而且纯度不高，制备量偏小，影响细胞活性。但是利用磁性纳米材料可以避免一定的局限性，如在磁性纳米材料表面接上具有生物活性的吸附剂或配体（如抗体、荧光物质和外源凝结素等），利用它们与目标细胞特异性结合，在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对数量和种类的研究。 磁性纳米材料作为不溶性载体，在其表面上接有生物活性的吸附剂或其它配体等活性物，利用它们与目标细胞的特性结合，在外加磁场作用下将细胞分离。 温惠云等的地衣芽孢杆菌实验结果表明，磁性材料 Fe3O4 的引入对地衣芽孢杆菌的生长没有影响；Kuhara等制备了人单克隆抗体anti-hPCLP1,利用 anti-hPCLP1 修饰的磁纳米颗粒从人脐带血中成功分离了成血管细胞，PCLP1 阳性细胞分离纯度达到了 95%。 ②蛋白质分离：利用传统的生物学技术（如溶剂萃取技术）来分离蛋白质程序非常复杂，而磁分离技术是分离蛋白分子便捷而快速的方法。 基于在磁性粒子表面上修饰离子交换基团或亲和配基等可与目标蛋白质产生特异性吸附作用的功能基团 , 使经过表面修饰的磁性粒子在外加磁场的作用下从生物样品中快速选择性地分离目标蛋白质。 王军等采用络合剂乙二胺四乙酸二钠和硅烷偶联剂KH-550寸磁性Fe3O4粒 子进行表面修饰改性 , 并用其对天然胶乳中的蛋白质进行吸附分离。结果表明 , 乙二胺四乙酸通过化学键合牢固地结合在磁性粒子表面 , 并通过羰基与蛋白质反应, 达到降低胶乳氮含量的目的。 ③核酸分离 经典的DNA/RN分离方法有柱分离法和一些包括沉积、离心步骤的方法，这些方法的缺点是耗时多，难以自动化，不能用于分析小体积样品，分离不完全。
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中国医学科学院学报 ACT A ACADE M I A E MED I C I N AE SI N I CAE 124 Ap ril,2009 ?论 著? 靶向磁性纳米粒子用于肿瘤的磁共振分子成像 陆菁菁1,王 芳1,金征宇1,钟定荣2 中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院 1放射科 2病理科,北京100730 通信作者:金征宇 电话:010*********,电子邮件:jin_zhengyu@1631com 摘要:目的 探讨靶向磁性纳米粒子用于肿瘤磁共振分子成像的可行性。方法 将靶向部分重组人促性腺激素释放激素类似物与成像部分超顺磁性氧化铁纳米颗粒连接形成靶向探针,无靶向物质的成像部分作为对照材料。利用体外细胞实验和荷瘤裸鼠体内实验探索探针的靶向结合作用。体外细胞实验采用靶向探针和敏感肿瘤细胞株A549共同孵育,非靶向材料和同种细胞孵育作为对照,细胞洗脱后裂解,磁共振成像测量细胞裂解液的T2值。体内实验将靶向探针和非靶向材料分别注入实验组和对照组荷瘤裸鼠体内,磁共振成像动态检测肿瘤局部组织的信号和T2值变化。结果 体外细胞实验和肿瘤体内实验均证实靶向探针与非靶向颗粒溶液相比,与体外细胞和体内肿瘤组织有更强的结合能力。结论 肿瘤磁共振分子成像可使用靶向磁性纳米粒子作为探针,实现肿瘤的靶向成像,具有良好的发展前景。 关键词:磁性纳米颗粒;分子影像学;肿瘤;磁共振成像 中图分类号:R44512 文献标识码:A 文章编号:10002503X (2009)022******* DO I:1013881/j 1issn 110002503X 120091021002 Targeted M agnetic Nanoparticles Used a s Probe for M agnetic Resonance M olecular Imag i n g of Tum or LU J ing 2jing 1,WANG Fang 1,J IN Zheng 2yu 1,ZHONG D ing 2rong 21Depart m ent of Radiology,2Depart m ent of Pathol ogy,PUMC Hosp ital,CAMS and PUMC,Beijing 100730,China Corres ponding author:J I N Zheng 2yu Tel:010*********,E 2mail:jin_zhengyu@1631com ABSTRACT:O bjective To investigate the feasibility of in vivo tumor detection using magnetic reso 2nance (MR )molecular i maging with targeted magnetic nanoparticles as i m aging p robe 1M ethods Targeted p robe was synthesized by covalently linking the recombinant human gonadotrop in releasing hor mone analog (the targeting portion )with the ultras mall superparamagnetic iron oxide nanoparticles (the i maging portion )1The i maging portion served as the control material 1The in vitro tumor cell experi ment and the in vivo experi m ent u 2sing nude m ice bearing tumors were carried out to test the targeting ability of the p robe 1In the in vitro experi 2ment,the targeting p robe and control materials were incubated separately with A549cells which had high affinity to gonadotrop in releasing hor mone 1Then the cells were taken out and lysed 1The resultant s olution was then sub 2jected to MR i maging 1The T2value of the s olutions was measured and compared 1In the in vivo experi ment,the targeting p robe was adm inistered into nude m ice bearing A549tumors 1Dynam ic MR i m aging was carried out to measure the signal and T2value of the tumor 1The control material was also adm inistered into control group of nude m ice,and dynam ic magnetic res onance i maging was perfor med 1The T2value of the tumor in both group s were recorded and compared 1Results Both the in vitro and in vivo experi ments p roved the targeting ability of 基金项目:国家自然科学基金(30600578)和北京市科技新星计划(2007A102)Supported by the National N atural Sciences Foundation of China (30600578)and the B eijing Nova Program (2007A102)
纳米药物载体的制备与药物缓释 廖凡 PB12206262 摘要： 根据已有知识设计了共聚物的结构，合成路线，合成步骤和实验方案，综合表征分析方法，确定了聚合条件和产品性能。 前言： 一般的给药方式，使人体内的药物浓度只能维持较短的时间，血液中或是体内组织中的药物浓度上下波动较大，有时超过病人的药物最高耐受剂量，有时又低于有效剂量，这样不但起不到应有的疗效，而且还可能产生副作用。频繁的小剂量给药可以调节血药浓度，避免上述现象，但往往使患者难以接受，实施起来有很多困难。因此，制备能够缓慢释放药物成分的缓释性长效药品在治疗中经常是非常需要的。要制备缓释长效药品，关键是要制备能使被承载的药物缓慢释放的载体材料。 温敏性水凝胶是一种亲水的聚合物网络，对其大量的研究发现，其在凝胶形成过程中不涉及化学反应，分子链间的交联通过分子间相互作用力(范德华力、疏水相互作用及氢键等)形成。通过改变温度就可以影响并改变这些疏水相互作用以及氢键作用，在水中经过简单的可逆性相转变(溶胶一凝胶) 即可形成水凝胶．因此温敏性水凝胶的制备过程更为简单，且不需要有机溶剂，将更有利于药物的传递。目前一些研究表明，温敏性PLGA／PEG水凝胶具有比较理想的凝胶特性，可在温度低于30 ℃时装载药物，在体温条件下发生溶胶一凝胶相变，并由于其良好的生物可降解性和安全性而受到广泛的关注。但这种给药体系仍存在一些尚未解决的问题，如载药时须在较低温度下操作，且药物的缓释周期较短(仅为7 d)，给临床应用带来了不便和局限。另外，从材料角度看，提高疏水的PLGA 嵌段长度会引起蛋白药物的聚集。众所周知，聚己内酯(PCL)是一种被广泛研究的可生物降解的结晶聚合物，共聚物可呈粉末状形态，相比于其它材料在临床使
中国组织工程研究与临床康复 第13卷 第51期 2009–12–17出版 Journal of Clinical Rehabilitative Tissue Engineering Research December 17, 2009 Vol.13, No.51 ISSN 1673-8225 CN 21-1539/R CODEN: ZLKHAH 101331 Yangzhou University Medical College, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China; 2 Department of Hematology, Northern Jiangsu People's Hospital, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China Li Hui ★, Studying for master’s degree, Yangzhou University Medical College, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China lh99beautiful@ https://www.doczj.com/doc/2517603946.html, Correspondence to: Wang Da-xin, Doctor, Professor, Chief physician, Yangzhou University Medical College, Yangzhou 225001, Jiangsu Province, China daxinw2002@ https://www.doczj.com/doc/2517603946.html, Received: 2009-10-11 Accepted: 2009-11-21 超顺磁性纳米颗粒治疗肿瘤的应用进展★ 李 慧1，王大新1，顾 健2 Application of superparamagnetic nanoparticles for cancer treatment Li Hui 1, Wang Da-xin 1, Gu Jian 2 Abstract BACKGROUND: In recent years, nanoparticles has been rapidly developing in tumor hyperthermia, genophore research, and targeted drug therapy, particularly nanoparticle containing drug delivery systems will become another breach in tumor therapy. OBJECTIVE: To summarize the application and mechanism of superparamagnetic nanoparticles for cancer treatment in the medical field. METHODS: A computer-based online search was conducted in Medline for English language publications containing the key words of “superparamagnetic, nanoparticles, targeting” from January 2000 to October 2009. Relevant articles were also searched from CNKI with the same key words in Chinese from January 2005 to October 2009. RESULTS AND CONCLUSION: A total of 123 articles about targeting role of magnetic nanoparticles were included, and there were 24 in Chinese and 108 in English. Articles published earlier, duplicated, and similarly were excluded, and 30 references were finally included. Superparamagnetic nanoparticles characterized by targeting role under external magnetic field, and crystal of ferroso-ferric oxide did not has toxicity to cells. As a gene carrier and drug carrier, superparamagnetic nanoparticles were widely used in medical research and they also provided novel evidences for cancer treatment. By an external magnetic field, how to avoid a comprehensive system of phagocytic endothelial phagocytosis and prevent the course of treatment such as drug-induced thrombus is still inadequate. Li H, Wang DX, Gu J.Application of superparamagnetic nanoparticles for cancer treatment. Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu. 2009;13(51):10133-10136. [https://www.doczj.com/doc/2517603946.html, https://www.doczj.com/doc/2517603946.html,] 摘要 背景：近年来纳米颗粒在肿瘤热疗、基因载体研究、靶向药物治疗等方面得到迅速发展，特别是纳米颗粒载药系统已成为肿瘤治疗的又一突破口。 目的：对超顺磁性纳米颗粒在医学领域特别是肿瘤治疗方面的应用及其机制进行概述。 方法：应用计算机检索Medline 数据库(2000-01/2009-10)，以“Superparamagnetic ，Nanoparticles ，Targeting ”为检索词；应用计算机检索中国期刊网(CNKI)(2005-01/2009-10)，万方数据库(2005-01/2009-10)，以“磁性、纳米颗粒、靶向”为检索词。 结果与结论：共收集123篇关于磁性纳米颗粒靶向作用的文献，中文24篇，英文108篇。排除发表时间较早、重复及类似研究，纳入30篇符合标准的文献。超顺磁性纳米颗粒是指具有磁响应性的纳米级粒子，其直径一般小于30 nm ，当磁性纳米粒子的粒径小于其超顺磁性临界尺寸时，粒子进入超磁性状态。超顺磁性纳米颗粒除了通过血液循环进入炎症肿瘤相关部位外，还可被广泛存在于肝脏、脾脏、淋巴结的网状细胞-内皮吞噬系统(reticulo -eneothelial system ，RES)的细胞所识别。研究发现经过表面修饰的载药纳米颗粒，可跨血脑屏障转运，其机制可能与血脑屏障的连接结构——毛细血管，其内皮细胞通过低密度脂蛋白介导的胞吞作用有关。目前合成生物相容性磁性纳米颗粒的方法有很多，但最常用的合成生物相容Fe 3O 4磁性纳米颗粒的方法为共沉淀法。超顺磁性纳米颗粒在外加磁场的作用下可具有靶向性，且四氧化三铁的晶体对细胞无毒，其作为基因载体及药物载体被广泛应用于医学研究，为肿瘤的治疗开辟了新的途径。但对于外置磁场，如何全面的避开内皮吞噬系统的吞噬，防止治疗过程中药物性血栓的生成等尚存在不足。 关键词：超顺磁性；四氧化三铁；纳米颗粒；靶向；生物材料 doi:10.3969/j.issn.1673-8225.2009.51.028 李慧，王大新，顾健.超顺磁性纳米颗粒治疗肿瘤的应用进展[J].中国组织工程研究与临床康复，2009，13(51):10133-10136. [https://www.doczj.com/doc/2517603946.html, https://www.doczj.com/doc/2517603946.html,] 综 述
纳米药物载体技术 用纳米粒子作为药物载体可实现靶向输送、缓释给药的目的, 这是由于小粒子可以进入很多大粒子难以进入的人体器官组织, 如小于50nm 的粒子就能穿过肝脏皮或通过淋巴传送到脾和骨髓, 也可能到达肿瘤组织。另外纳米粒子能越过许多生物屏障到达病灶部位, 如透过血脑屏障( BBB) 把药物送到脑部, 通过口服给药可使药物在淋巴结中富集等。具有生物活性的大分子药物( 如多肽、蛋白类药物) 很难越过生物屏障, 用纳米粒子作为载体可克服这一困难, 并提高其在体输送过程中的稳定性。用纳米粒子实现基因非病毒转染, 是输送基因药物的有效途径。 药物既可以通过物理包埋也可以通过化学键合的方式结合到聚合物纳米粒子中。载有药物的聚合物纳米粒子通常以胶体分散体的形式通过口服、经皮、皮下及肌肉注射、动脉注射、静脉点滴和体腔黏膜吸附等给药方式进入人体。制备聚合物纳米粒子的方法主要有以下几种: ( 1) 单体聚合形成聚合物纳米粒子; ( 2) 聚合物后分散形成纳米粒子; ( 3) 结构规整的两亲性聚合物在水介质中自组装形成纳米粒子。 1 单体聚合制备的聚合物纳米粒子 聚氰基丙烯酸烷基酯( PACA) 在人体极易生物降解, 且对许多组织具有生物相容性。制备聚氰基丙烯酸烷基酯纳米粒子采用的是阴离子引发的乳液聚合方法, 通常以OH-为引发剂, 反应一般在酸性水介质中进行, 常用的乳化剂有葡聚糖、乙二醇与丙二醇的嵌段共聚物和聚山梨酸酯等, 具体制备过程见图1。当反应介质pH 值偏高时, OH-浓度大, 反应速度快, 形成的PACA 分子量低, 以此作为给药载体材料进入人体后, 降解速度太快, 不利于药物缓释。因此聚合反应介质的pH 值通常控制在1.0~ 3.5 围。
纳米磁性颗粒分类和选用（Ademtech） （Carboxyl-Adembeads） Ademtech 是法国一家研究并生产适用于体外诊断和生命科学领域的超顺磁性纳 米微粒(superparamagnetic nanoparticles)。在物理化学、多聚体化学、免疫学、细胞生物学以及病毒学多学科互补技术紧密结合的基础上，Ademtech公司研发了具有独特性状的纳米材料供世界高科技领域选用。Ademtech 提供的高质量多用途纳米磁性颗粒可使您应用于各个相关领域中用新技术进行蛋白磁性分离。 磁粒分类及应用 : 标准磁粒 : ?羧基纳米磁性颗粒（Carboxylic-Adembeads）: 磁性直径包括200和300 nm两种,和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进 行高效偶联,表面羧酸功能基团活化 ?氨基纳米磁性颗粒（Amino-Adembeads）: 磁性直径包括200和300 nm两种,和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进 行高效偶联,表面氨基功能基团活化 主要磁粒 : ?羧酸纳米磁性颗粒（MasterBeads Carboxylic Acid）: 磁粒直径500nm和蛋白,寡核苷酸及其它生物靶分子进行高效偶联,表面氨 基功能基团活化 ?链霉亲和素磁性颗粒（MasterBeads Streptavidin） : 磁粒直径500nm,用来进行磁性分离或纯化生物素化的蛋白及核酸生物磁粒 : ?生物磁性颗粒蛋白A ( Bio-Adembeads Protein A) : ?适于小规模免疫球蛋白提取和免疫沉淀 ?开始样本可以是唾液, 血浆, 腹水和组织培养液或杂交瘤上清液 ?磁性技术产生一高特异性 (= 无色谱柱, 无离心) ?快速步骤 (<1小时) ?重组蛋白形式的蛋白A 不伴有白蛋白结合部位, 减少了共同纯化污染蛋 白, 只有Fc 片断结合部位存在 ?适用于大量免疫沉淀: 至 100/ ml ?生物磁性颗粒蛋白G ( Bio-Adembeads Protein G) : ?适于小规模免疫球蛋白提取和免疫沉淀 ?开始样本可以是唾液, 血浆, 腹水和组织培养液或杂交瘤上清液 ?磁性技术产生一高特异性 (= 无色谱柱, 无离心) ?快速步骤 (<1小时) ?重组蛋白形式的蛋白G无白蛋白结合部位和Fab结合和部位. ?适用于大量免疫沉淀: 至 100/ ml ?生物链霉亲合素纳米磁性颗粒:(Bio-Adembeads Streptavidin) 与重组蛋白形式的链霉亲合素相连接，作为多种应用的方便工具 : 免疫测定, 蛋白提纯, 细胞筛选, 或分子生物提纯 (如 mRNA 分离) 等. 细胞磁粒 ?人CD4+细胞磁性颗粒 (Human CD4+ Cell-Adembeads) :
毕业论文开题报告 应用物理学 纳米铁磁性粒子物理特性综述 一、选题的背景与意义 1.1纳米粒子的性质 纳米粒子是指粒度在1—100nm之间的粒子（纳米粒子又称超细微粒）。属于胶体粒子大小的范畴。它们处于原子簇和宏观物体之间的过度区，处于微观体系和宏观体系之间，是由数目不多的原子或分子组成的集团，因此它们既非典型的微观系统亦非典型的宏观系统。可以预见，纳米粒子应具有一些新异的物理化学特性。纳米粒子区别于宏观物体结构的特点是，它表面积占很大比重，而表面原子既无长程序又无短程序的非晶层。可以认为纳米粒子表面原子的状态更接近气态，而粒子内部的原子可能呈有序的排列。即使如此，由于粒径小，表面曲率大，内部产生很高的Gilibs压力，能导致内部结构的某种变形。纳米粒子的这种结构特征使它具有下列四个方面的效应。 1.体积效应 2.表面效应 3.量子尺寸效应 4.宏观量子隧道效应 1.2纳米粒子的应用 纳米粒子表面活化中心多，这就提供了纳米粒子做催化剂的必要条件。目前，用纳米粒子进行催化反应可以直接用纳米微粒如铂黑、银、氧化铝、氧化铁等在高分子聚合物氧化、还原及合成反应中做催化剂，可大大提高反应效率，利用纳米镍粉作为火箭固体燃料反应触媒，燃烧效率可提高100倍；催化反应还表现出选择性，如用硅载体镍催化剂对丙醛的氧化反应表明，镍粒径在5nm以下时选择性急剧变化，醛分解得到控制，生成酒精的选择性急剧上升。 在磁性材料方面有许多应用，例如：可以用纳米粒子作为永久磁体材料，磁记录材料和磁流体材料。 1.3铁磁性，是指物质中相邻原子或离子的磁矩由于它们的相互作用而在某些区域中大致按同一方向排列，当所施加的磁场强度增大时，这些区域的合磁 2磁性纳米粒子 布法罗大学研究小组所开发的这种磁性纳米粒子大小只有6纳米，很容易在细胞间扩散。研究人员首先将纳米粒子固定在细胞膜上，然后利用高周波磁场对
MagImaging?小动物磁共振/磁粒子成像造影剂 NanoEast?的背后是一个科学家团队，有来自化学、生物医学工程、临床医学、医学电子学等领域的专家和教授，东纳生物专注于生物医学纳米材料与纳米技术的研发， 致力于纳米材料与纳米技术的生物医学应用。NanoEast?已成为生命科学领域重要的 纳米材料及纳米技术的优质服务商。 MagImaging?是一个拥有完整磁共振成像（MRI）/磁粒子成像（MPI）造影剂系列产品的影像学试剂，可以用于科研及临床前的小动物体内成像研究。MagImaging?试剂的发明得益于东纳生物的科学家长期的纳米材料研制及其医学应用的研究进展，完全 符合动物成像实验研究的标准，具有突出的成像质量，并且所有的MagImaging?造 影剂都采用经过大量实验验证的安全剂量，在小动物的耐受计量范围。 磁共振成像（MRI）是利用氢核的磁共振弛豫信号进行成像，磁性纳米颗粒造影剂通 过静脉注射在血液系统及相关组织分布或靶向到特定器官中，形成局部磁场微扰并改 变氢核弛豫信号，从而实现对比增强。磁粒子成像（MPI）系统由布鲁克与飞利浦公司合作开发，相关研究2005年首次在《自然》杂志上发表，其断层扫描成像技术通过直接探测注入体内的磁性纳米颗粒而获得快速和高分辨成像，是磁成像领域又一项突破 性创新。 MagImaging?小动物磁共振/磁粒子成像造影剂系类是专为MRI和MPI系统设计的磁性四氧化三铁（Fe3O4）纳米颗粒对比增强试剂。具有如下优势： l 采用纳米材料合成领域先进的高温热解法制备，具有均一的尺寸、高的饱和磁化强 度和对比增强成像效果； l 纳米颗粒表面采用生物相容性的PEG或磷脂PEG进行高密度修饰，因而具有较长的体内血液循环时间和肿瘤被动靶向能力，并且PEG末端具有甲氧基、羧基、氨基等基团，方便与特异性靶向识别分子（如抗体、适配体、靶向肽等）偶联，从而构建靶向 纳米探针； l PEG末端或者磷脂层内可以通过化学偶联或疏水相互作用引入荧光、化疗药物等分子，从而构建多模态或多功能诊疗纳米探针； l 优化的控制制备技术可以提供多种尺寸的磁性纳米颗粒，包括5nm、10nm、25nm、50nm，为客户研究纳米颗粒体内行为和成像的尺寸依赖性提供了手段。
纳米磁性 1.磁性材料一直是国民经济、国防工业的重要支柱与基础，广泛地应用于电信、自动控制、通讯、家用电器等领域，在微机、大型计算机中的应用具有重要地位。信息化发展的总趋势是向小、轻、薄以及多功能方向进展，因而要求磁性材料向高性能、新功能方向发展。纳米磁性材料是指材料尺寸限度在纳米级，通常在1～100nm的准零维超细微粉，一维超薄膜或二维超细纤维（丝）或由它们组成的固态或液态磁性材料。当传统固体材料经过科技手段被细化到纳米级时，其表面和量子隧道等效应引发的结构和能态的变化，产生了很多独特的光、电、磁、力学等物理化学特能，有着极高的活性，潜在极大的原能能量，这就是“量变到质变”。纳米磁性材料的特殊磁性能主要有：量子尺寸效应、超顺磁性、宏观量子隧道效应、磁有序颗粒的小尺寸效应、特异的表观磁性等。 2纳米磁性材料的研究概况 纳米磁性材料根据其结构特征可以分为纳米颗粒型、纳米微晶型和磁微电子结构材料三大类。 2.1纳米颗粒型 磁存储介质材料：近年来随着信息量飞速增加，要求记录介质材料高性能化，特别是记录高密度化。高记录密度的记录介质材料与超微粒有密切的关系。若以超微粒作记录单元，可使记录密度大大提升。纳米磁性微粒因为尺寸小，具有单磁畴结构，矫顽力很高的特性，用它制作磁记录材料可以提升信噪比，改善图像质量。 纳米磁记录介质：如合金磁粉的尺寸在80nm，钡铁氧体磁粉的尺寸在40nm，今后进一步提升密度向“量子磁盘”化发展，利用磁纳米线的存储特性，记录密度达400Gbit/in2，相当于每平方英寸可存储20万部红楼梦小说。
磁性液体：它是由超顺磁性的纳米微粒包覆了表面活性剂，然后弥漫 在基液中而构成。利用磁性液体可以被磁场控制的特性，用环状永磁 体在旋转轴密封部件产生一环状的磁场分布，从而可将磁性液体约束 在磁场之中而形成磁性液体的“O”形环，且没有磨损，可以做到长寿 命的动态密封。这也是磁性液体较早、较广泛的应用之一。此外，在 电子计算机中为防止尘埃进入硬盘中损坏磁头与磁盘，在转轴处也已 普遍采用磁性液体的防尘密封。磁性液体还有其他很多用途，如仪器 仪表中的阻尼器、无声快速的磁印刷、磁性液体发电机、医疗中的造 影剂等等。 纳米磁性药物：磁性治疗技术在国内外的研究领域在拓宽，如治疗癌症，用纳米的金属性磁粉液体注射进人体病变的部位，并用磁体固定 在病灶的细胞附近，再用微波辐射金属加热法升到一定的温度，能有 效地杀死癌细胞。另外，还可以用磁粉包裹药物，用磁体固定在病灶 附近，这样能增强药物治疗作用。 电波吸收（隐身）材料：纳米粒子对红外和电磁波有吸收隐身作用。 因为纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波长，因此纳米微粒材料对这 种波的透过率比常规材料要强得多，这就大大减少波的反射率，使得 红外探测器和雷达接收到的反射信号变得很微弱，从而达到隐身的作用；另一方面，纳米微粒材料的比表面积比常规粗粉大3-4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规材料大得多，这就使得红外探测 器及雷达得到的反射信号强度大大降低，因此很难发现被探测目标， 起到了隐身作用。 2.2纳米微晶型 纳米微晶稀土永磁材料：稀土钕铁硼磁体的发展突飞猛进，磁体磁性 能也在持续提升，目前烧结钕铁硼磁体的磁能积达到50MGOe，接近理 论值64MGOe，并已进入规模生产。为进一步改善磁性能，目前已经用 速凝薄片合金的生产工艺，一般的快淬磁粉晶粒尺寸为20-50nm，如作为粘结钕铁硼永磁原材料的快淬磁粉。为克服钕铁硼磁体低的居里温度，易氧化和比铁氧体高的成本价格等缺点，目前正在探索新型的稀
第35卷第4期电子科技大学学报V ol.35 No.4 2006年8月 Journal of University of Electronic Science and Technology of China Aug. 2006 磁性纳米晶颗粒磁化机制探索 邓龙江，周佩珩 (电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室成都 610054) 【摘要】高磁损耗纳米晶颗粒是新型电磁波吸收材料的重要研究方向。该文以纳米晶结构为基础，从磁性纳米晶交换耦合作用和纳米小尺寸表面效应出发，归纳了纳米晶颗粒静态磁化特性，以及在动态磁化机制方面展开的探索工作，介绍了国内外在该领域的最新研究成果并结合本实验室的实验结果进行讨论，最后提出了研究中存在的一些问题以及今后该领域的发展方向。 关键词磁导率; 纳米晶颗粒; 磁化机制 中图分类号TN277 文献标识码 A Research on the Magnetization Mechanism in Magnetic Nanocrystalline Particles DENG Long-jiang，ZHOU Pei-heng (State Key Laboratory of Electronic Thin Films & Integrated Devices, Univ. of Electron. Sci. & Tech. of China Chengdu 610054) Abstract High-permeability nanocrystalline particle is one of the most important approaches to develop the new generation of electromagnetic wave absorbing materials. Based on the exchange coupling, finite-size and surface effect of nanostructure, the static magnetic characterizations and dynamic magnetization mechanism of high-permeability nanocrystalline particles are introduced in this paper. The experimental results are discussed in combination with the recent research development in this field promoted by the local and abroad researchers. Finally, the problems in present work and developing trends of future research were submitted. Key words permeability; nanocrystalline particles; magnetization mechanism 随着信息技术和电子技术向高性能、高频率，特别是微波频段的发展，对于具有“薄、轻、宽、强”特征的新型电磁波吸收材料的研究要求愈加迫切。根据电磁波吸收材料设计的基本要求以及研究结果，高磁损耗纳米晶颗粒被视为新型吸收材料的重要发展方向[1]。 纳米晶材料不同于传统材料，其突出的特点是能够通过制备工艺对其原子级的组织结构进行人工控制，从而获得所需性能。本文所讨论的纳米晶颗粒指晶粒尺寸集中在大约1～50 nm的高磁导率金属合金。 在过去近20年里，国内外对软磁纳米晶材料进行了大量的基础性研究，初步揭示出纳米结构所带来的小尺寸效应、表面效应以及晶粒内部结构间交换耦合作用对材料静态磁性能的影响。然而伴随着新现象的不断发现，对此领域的认识仍需不断深入。另一方面，微观结构的工艺可控性的提高，为材料性能的优化提供了非常好的工艺条件。 近年来，以Fe基合金为典型成分的高磁导率纳米晶片状颗粒在微波吸收剂方面的应用潜力逐步显现[2-4]，对该类材料微波物性的关注也日益增长。随着测量方法和计算模型的不断发展，基于纳米结构和静态参数对颗粒动态磁化过程的影响及其作用机制的探索也得到重视。揭示动态磁化吸收机制，进而改善和提高微波磁性能成为当前高磁损耗纳米晶颗粒吸收材料发展的重点之一。 本文回顾了纳米效应对静态磁化过程作用的研究进展，在此基础上，总结当前对于高磁损耗纳米晶颗粒微波磁化过程的假设和认识，并根据实验结果进行讨论，提出了存在的问题和今后可能的发展方向。 收稿日期：2006 ? 05 ? 27 基金项目：四川省青年科技基金资助项目(04ZQ026-008) 作者简介：邓龙江(1966 ? )，男，教授，主要从事电磁吸收材料，电磁功能材料方面的研究.
磁性纳米粒子的制备与应用 孙超 （上海大学 环境与化工工程学院，上海200444） 摘要： 磁性纳米材料（magnetic nanoparticle）是由Fe，Co，Ni等过渡金属及其氧化物组成的打下尺度介于1~100nm间的一种新型功能材料，磁性纳米材料具有磁性特征，还具有纳米材料的独特效应和生物亲和性，因而成为目前生物医学研究的热点之一。本文简要介绍了磁性纳米颗粒的制备方法，和目前磁性纳米颗粒在医用载药方面的研究进展。 关键词：磁性纳米材料；氧化铁；载药 Preparation and Application of Magnetic Nanoparticles Sunchao (School of Environmental and Chemical Engineering， Shanghai University， Shanghai 200444， China) Abstract: Magnetic nanoparticles are a kind of magnetic material with diameter of l～1 00nm，which are made of transition metal and their oxide such as Fe、Co、Ni and so on．They are new type of functional materials with characterization of special effect，magnetic responsibility and bioaffinity，and have been one of hot spots in recent biomedicine research．This paper introduces the preparation of magnetic nanoparticles and some recent studies about drug loading of magnetic nanoparticles in medicine。 Key words: Magnetic nanoparticles；Iron oxide；Drug loading 1.引言 磁性纳米材料作为一种新型的功能材料，因其同时兼具纳米材料的独特效应、磁响应性和生物亲和性等，近年来被广泛研究，特别是在生物医学、生物工程等领域的应用引起了各国研究者的高度重视，成为生