磁性微球的生物医学进展
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磁性纳米材料在生物医学领域的应用研究磁性纳米材料是一种具有特殊磁性性质和微小尺寸的纳米粒子,其应用领域广泛,尤其在生物医学领域中具备巨大的潜力。
本文将重点探讨磁性纳米材料在生物医学领域中的应用研究进展,涉及其在诊断、治疗和生物分析等方面的应用。
一、磁性纳米材料在医学诊断中的应用1. 磁共振成像(MRI)磁性纳米材料具有优异的磁性性能,可作为MRI对比剂,提高诊断的准确性和敏感性。
通过将磁性纳米材料注射到患者体内,可以更清晰地展现组织和器官的结构,检测疾病的早期变化。
2. 磁性粒子法磁性纳米粒子可以与药物或抗体等生物标志物结合,通过外加磁场作用,将其靶向输送至病变部位,实现对疾病的定位和治疗。
这种磁性粒子法已广泛应用于肿瘤治疗、心脑血管疾病诊断与治疗以及传统药物的改良。
二、磁性纳米材料在医学治疗中的应用1. 靶向治疗利用磁性纳米材料的磁性效应,将其与药物结合,可以实现药物的靶向输送,减少对正常细胞的损害,提高治疗效果。
例如,通过将磁性纳米材料修饰在药物分子上,可以实现对肿瘤细胞的选择性杀伤。
2. 热疗磁性纳米材料在外加磁场的作用下产生剧烈的磁性加热效应,可用于局部热疗。
将磁性纳米材料注射到肿瘤组织中,通过对磁场加热,使肿瘤组织局部升温,达到杀灭肿瘤的目的。
这种热疗方法具有非侵入性、无辐射的特点,被广泛应用于肿瘤治疗领域。
三、磁性纳米材料在生物分析中的应用1. 生物标记磁性纳米材料可以作为生物标记物,通过与生物分子(如蛋白质、抗体等)结合,实现对生物分子的检测和定量分析。
磁性纳米材料的磁性效应可通过磁性检测方法进行分析,具备高灵敏度和快速反应的特点。
2. 磁性免疫分析磁性纳米材料结合传统的免疫分析方法,可以实现对生物样品中微量成分的快速检测。
通过对磁性纳米材料的修饰和功能化,可以提高检测的灵敏度和选择性,并且实现高通量、自动化的分析过程。
总结:磁性纳米材料在生物医学领域中的应用研究已取得了许多令人瞩目的进展。
磁性微粒及其在生物医药领域的应用李淑娟(延安大学西安创新学院医学系,陕西西安710100)摘要:磁性微粒具有超顺磁性、较高的比表面积、可修饰功能基团等特性。
因此,将抗原/抗体、酶、核酸/寡核苷酸、小分子药物等固定在其表面,可用于生物医学研究领域。
关键词:磁性微粒:生物医药:应用。
磁性微粒是指磁性纳米粒子与无机或有机分子结合形成的可均匀分散于一定基液中具有高度稳定性的胶态复合材料。
由于磁性微粒具有磁响应性,成本低、能耗少、无污染等特点,人们在磁性微粒表面或通过磁性微粒表面的功能基团(如氨基、羧基、巯基、环氧乙烷等)将酶、抗体、寡核苷酸等生物活性物质进行固定,可进一步用于酶的固定化【11、靶向药物载体12J、细胞分选删、免疫检测|4J及蛋白与核酸的分离纯化、杂交检测等领域纠。
1磁性微粒的特征首先,磁性微粒具有超顺磁性,遵循库仑定律,可以被外界磁场所调控,进而保证了磁性微粒在外加磁场中反复操作而不改变其磁学性质,使其在下游得到了更好的应用;其次,磁性微粒具有表面效应,随着粒径的减小,其比表面积迅速增加,微粒表面吸附能力也随之增强,从而使其表面生物活性物质固定量大幅度提高;再次,磁性微粒具有表面可修饰性,其表面可引入氨基、羧基、巯基等功能基团或功能化后与特定无机物质如胶体金、量子点等复合,然后通过共价或物理吸附作用将酶、抗体、细胞、核酸及寡核苷酸等固定在表面,进而应用于生物和医学研究领域;另外,磁性微粒还具有生物相容性及可降解性,因而作为磁共振成像(M砌)和结合外加磁场的靶向给药系统已经在临床诊断和治疗中得到了较好的应用州。
2磁性微粒的种类.磁性微粒的核心组成是纳米磁性粒子(包括铁的氧化物、金属铁、钻、镍及正铁酸盐等),也称磁流体。
将磁流体与其它性质材料的基质相互作用,便形成磁性复合微粒(简称磁性微粒、磁性微球、磁珠等)。
磁性微粒分类方法很多,按其结构不同,可分为简单结构、核壳结构、夹心结构;磁性微粒的核心组成一磁流体为纳米无机材料,按照与其复合的材料组成不同,可分为无机/有机磁性微粒和无机,无机磁性微粒。
磁性纳米微球研究及其在法医学中
的应用
磁性纳米微球是一种由多孔铁氧体或其他金属-氧化物形成的磁性微粒,它们可以通过外加磁场来控制自身的运动,并且具有较强的光学、电学和热学性能。
磁性纳米微球在法医学中的应用主要是分析和诊断人体血液样本中的尸检标记物,以及检测死亡原因等。
此外,磁性纳米微球还可用于对死者的DNA进行检测,以及检测死者身上留有的痕迹物质等。
这种微粒通常是由多孔铁氧体或其他金属-氧化物形成的,具有较好的磁性特性,可以通过外加磁场来控制其运动。
当磁性纳米微球接触到人体样本时,可以检测出尸检标记物,以及检测死亡原因等。
此外,磁性纳米微球还可以用于检测死者身上留有的痕迹物质,以及对死者的DNA进行检测等。
磁性纳米微球在法医学中的应用可以帮助法医准确、快速地分析出死者肉体上留有的痕迹物质,检测出死亡原因,以及检测死者身上留有的痕迹物质等。
此外,磁性纳米微球还可以用于检测死者的DNA,以及对死者的血液样本进行检测等。
磁性纳米微球在法医学中的应用不仅可以准
确检测出死亡原因,而且还可以提供有效的证据来帮助调查组更好地完成调查工作。
磁性粒子在生物医学中的应用研究磁性粒子是利用磁性材料制成的微小固体颗粒,具有较强的磁性和可控性。
近年来,随着纳米技术和生物医学的快速发展,磁性粒子在生物医学中的应用越来越广泛。
本文将围绕磁性粒子的生物医学应用展开论述。
1. 磁性粒子在生物医学成像中的应用生物医学成像是研究和诊断疾病的关键技术之一。
目前常见的成像技术包括X射线、CT、MRI、PET和SPECT等。
其中,MRI是一种非侵入性、不放射性的成像技术,已广泛应用于医疗技术中。
而磁性粒子可以作为MRI的对比剂,用于增强MRI图像的对比度。
磁性粒子作为对比剂,具有以下优点:一是可以提供高对比度、高分辨率的图像;二是可以通过表面修饰和功能化来实现特定的靶向成像;三是可以通过结构和成分的差异性实现不同生物组织的成像。
近年来,磁性纳米粒子的发展和进步,提高了其在MRI对比剂中的应用。
目前已经有多种磁性纳米粒子被开发出来,比如超顺磁性、顺磁性和抗磁性三类磁性纳米粒子,不同的磁性纳米粒子有不同的优点和应用场景。
2. 磁性粒子在磁导航和定位中的应用磁导航和定位是一种利用外部磁场控制磁性物质行动的技术,可以实现对微小生物体或药物分子的定位和导航。
在该技术中,磁性粒子作为载体,可以承载各种生物分子,如药物、基因、蛋白质等,实现基于目标分子的精准生物医学应用。
磁性粒子在磁导航和定位中的应用,主要包括以下两个方面:一是通过药物的修饰,实现靶向药物输送及控制释放,提高药物的疗效和减少不良反应;二是通过磁性粒子的定位和导航,实现对肿瘤等疾病的定向治疗,避免对正常细胞造成伤害。
3. 磁性粒子在治疗和诊断中的应用除了在生物医学成像和磁导航中的应用外,磁性粒子还被广泛应用于治疗和诊断技术中。
其中,最为突出的应用是磁性疗法,在临床上已经取得了良好的治疗效果。
磁性疗法是利用外部磁场控制磁性粒子在体内的运动和位置,并通过磁理疗法(MF疗法)或磁热疗法(MHT)的方式,实现对疾病的治疗。
磁性纳米粒子在生物医学成像与治疗中的应用在现代科技的浩瀚星海中,磁性纳米粒子如同一颗璀璨的星辰,以其独特的魅力和潜力,引起了科学家们的广泛关注。
它们不仅拥有微小的体积,更拥有强大的磁性,这使得它们在生物医学领域中展现出了巨大的应用前景。
首先,让我们来探讨一下磁性纳米粒子在生物医学成像方面的应用。
在这个领域,我们可以将磁性纳米粒子比喻为“隐形的画家”,它们能够在生物体内绘制出一幅幅精确的图像。
通过将这些纳米粒子注入到生物体内,并利用外部磁场对其进行操控,我们可以实现对生物组织或器官的精确成像。
这种成像技术不仅具有高分辨率和高灵敏度的特点,还避免了传统成像技术可能带来的辐射损伤问题。
然而,尽管磁性纳米粒子在生物医学成像方面取得了显著的进展,但我们也必须看到其存在的挑战。
例如,如何确保这些纳米粒子在生物体内的安全代谢和排出,以及如何进一步提高其成像性能等问题仍然需要我们深入思考和解决。
除了在成像方面的应用外,磁性纳米粒子还在生物医学治疗领域展现出了巨大的潜力。
在这个领域,我们可以将磁性纳米粒子比喻为“微型的药物运输车”,它们能够将药物精确地输送到病变部位。
通过将药物包裹在磁性纳米粒子中,并利用外部磁场对其进行操控,我们可以实现对药物的精确释放和控制。
这种治疗方法不仅能够提高药物的疗效,还能够减少药物对正常组织的损伤。
然而,尽管磁性纳米粒子在生物医学治疗方面取得了显著的进展,但我们也必须看到其存在的挑战。
例如,如何确保这些纳米粒子在生物体内的稳定存在和有效作用,以及如何进一步提高其治疗效果等问题仍然需要我们深入思考和解决。
总的来说,磁性纳米粒子在生物医学成像与治疗中的应用是一个充满希望和挑战的领域。
我们必须保持清醒的头脑和敏锐的洞察力,不断探索和创新,以推动这一领域的持续发展和进步。
只有这样,我们才能更好地利用磁性纳米粒子的独特优势,为人类的健康事业做出更大的贡献。
磁性微球的生物医学进展1、磁性微球的制备磁性微球的制备方法较多,不同类型的磁性微球制备方法不同。
大致可分为物理法和化学法。
物理法有喷雾干燥、热处理法和冷冻凝聚法。
化学法有乳液聚合法、悬浮聚合法、分散聚合法、自组装法和生物合成法等。
1.1喷雾干燥法喷雾干燥法是将磁流体分散在基体材料的溶液中,利用喷雾干燥制得磁性微球。
王强斌等〔7〕将纳米磁流体分散在聚丙烯腈的N , N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,混合均匀后进行喷雾,得到外形规整、粒径分布较窄、磁含量约15% 的聚丙烯腈磁性微球,得到的磁性微球可作为固定化酶的载体。
1.2热处理法热处理法是将蛋白质分散在磁流体中,在超声激烈搅拌下加热,使蛋白质稳定,可得到蛋白质包覆的磁性微球。
Jchatterjee等〔8〕采用此法得到了分散性良好的人血清白蛋白(HSA)磁性微球。
将HSA加入到磁流体中,然后将混合液倒入棉子油中,先在低温(4 C )下高速超声搅拌,然后加热到130 C,同时保持高速的搅拌,持续一定时间,然后冷却洗涤。
得到的磁性微球分散良好,稳定性较化学交联蛋白质得到的磁性微球更好。
1.3冷冻凝聚法冷冻凝聚法是将磁流体分散在基体材料中,再加入液体石蜡,搅拌。
低温冷却后加入有机溶剂搅拌、过滤、洗涤可得到包覆Fe3O4的磁性微球。
张胜〔9〕等利用冷冻法制备了包裹超微Fe3O4和平阳霉素的明胶磁性微球。
此微球具有较好的靶向性和缓释性。
1.4乳液聚合法乳液聚合法是将磁流体分散在高分子单体中,加入乳化剂,高速搅拌剪切乳化。
同时高分子单体在乳液滴中发生聚合反应,形成了磁性颗粒均匀分散的磁性高分子微球。
谢钢〔10丨采用乳液聚合法制备了PS(聚苯乙烯)/Fe3O4复合微球,并研究了不同的分散稳定剂对所制备的复合磁性微球的影响。
悬浮聚合和乳液聚合类似,将磁流体加入到高分子单体中,不加乳化剂的情况下,借助高速搅拌的作用将单体分散成小液滴,单体在小液滴中反应,得到磁性高分子微球。
磁性微球靶向给药系统研究磁性微球靶向给药系统研究在过去的几十年里,新型药物的不断涌现给人们带来了治疗各种疾病的新希望。
但是,无论是传统的药物治疗还是新型药物治疗,都有一个共同的问题:如何提高药物的治疗效率和减少药物对健康的负面影响。
为了解决这个问题,科学家们通过研究和应用纳米技术成功开发出了一种磁性微球靶向给药系统。
磁性微球是由聚合物材料构成的微小球体,具有一定的磁性。
这种微小球体可以被施加外部磁场控制,从而实现对微小球体的定位和定向,实现药物的靶向输送。
磁性微球靶向给药系统可以帮助将药物直接送到病灶处,从而达到最佳治疗效果并减少药物对健康的负面影响。
一般情况下,药物在人体内会经过吸收、分布、代谢和排泄四个过程。
其中,代谢和排泄是主要的降解和排除途径。
药物靶向给药系统使药物能够更快地被送到病灶处,避免被代谢和排泄,从而提高药效。
此外,药物靶向给药系统也可以减少药物对人体其他器官的毒性和副作用。
在磁性微球靶向给药系统中,微小球体可以被用于包裹药物,同时可以随着外部磁场的变化而释放药物。
这样一来,药物可以更加精确地被释放到病灶处,从而起到更好的治疗效果。
另外,磁性微球靶向给药系统还可以用于检测和定位病灶。
针对某些疾病,如肿瘤和癌症等,治疗的效果与病灶的定位和检测密切相关。
通过施加外部磁场,磁性微球可以被吸附到病灶处,从而实现对病灶的定位和检测。
这可以帮助医生更好地了解病情,更好地选择治疗方案。
不过,磁性微球靶向给药系统也存在着一些问题,比如微球体尺寸和形状不一,难以精准控制药物的释放量和速度。
因此,科学家们仍在不断探索并优化磁性微球靶向给药系统的性能和安全性。
总之,磁性微球靶向给药系统是一种有着广阔应用前景的新型药物输送系统。
它可以提高药物的治疗效果,降低药物对健康的负面影响。
随着科学技术的不断进步,磁性微球靶向给药系统的应用领域将会更加广泛,从而为人类的健康事业作出更大的贡献。
磁性纳米粒子在生物医学中的应用与研究随着纳米科技的发展,磁性纳米粒子作为一种新型的生物医学材料,已经受到越来越多的关注。
磁性纳米粒子具有生物相容性好、药物释放控制性强、生物成像能力强等优点,在生物医学领域的应用非常广泛。
本文将从磁性纳米粒子的基础性能、生物相容性等方面,详细介绍其在生物医学中的应用与研究现状。
一、磁性纳米粒子的基础性能磁性纳米粒子通常是由磁性金属氧化物如Fe3O4、γ-Fe2O3等组成的。
正因为其尺度小、表面活性高的特点,能够作为药物载体、探针和影像制剂等在生物医学中得到广泛应用。
磁性纳米粒子具有很强的超顺磁性,在外磁场的作用下能够快速定向,同时对人体组织没有伤害性。
这些优良的性能使得磁性纳米粒子在生物医学中被广泛关注。
二、磁性纳米粒子的生物相容性在生物医学应用中,磁性纳米粒子的生物相容性是十分重要的一项指标。
具体而言,这包括纳米粒子对细胞毒性的影响、生物安全性以及长期的生物学效应等方面。
研究表明,纳米粒子的界面化学性质对其生物相容性有很大的影响。
一些研究者通过改变纳米粒子表面的羧酸、胺基或磷酸等化学基团来改善其生物相容性。
同时,合理的制备工艺也是提高纳米粒子生物相容性的重要因素之一。
三、磁性纳米粒子在药物载体中的应用作为一种新型的药物载体,磁性纳米粒子的应用前景广阔。
可以通过控制纳米粒子的尺寸、表面性质等来调节其吸附、螯合、包埋药物的能力,从而实现药物的良好释放性能。
此外,纳米粒子在靶向治疗方面也有广泛应用。
通过修改纳米粒子的表面,可以使其与特定的细胞或组织具有亲和性,从而实现药物的局部治疗和减少其他器官的不必要的影响。
四、磁性纳米粒子在生物成像中的应用磁性纳米粒子在生物成像中的应用是其最为突出的优点之一。
具体而言,这主要体现在磁共振成像(MRI)方面,并且可以成为影像诊断发展的一个重要方向。
研究表明,磁性纳米粒子可以改善MRI的增强效果,提高影像信噪比并且减少伤害性。
同时,在分子影像学、肿瘤生物学、神经科学等领域,也有着很好的应用前景。
磁性纳米粒子在生物医学研究中的应用随着科技的飞速发展,磁性纳米粒子如同一颗璀璨的明珠,逐渐在生物医学领域崭露头角。
它们以其独特的磁性和纳米尺度的特性,为疾病的诊断和治疗带来了革命性的变革。
本文将深入探讨磁性纳米粒子在生物医学研究中的应用及其潜在价值。
首先,磁性纳米粒子在生物医学研究中的主要应用之一是作为对比剂用于磁共振成像(MRI)。
这些微小的粒子能够被人体的免疫系统所识别并吞噬,从而聚集在病变组织中。
通过这种方式,它们可以显著提高MRI图像的分辨率和对比度,使得医生能够更准确地定位和诊断疾病。
这就像给医生配备了一副高清眼镜,让他们能够更清晰地看到患者体内的病变情况。
其次,磁性纳米粒子还可以用于药物输送。
它们可以被设计成具有特定的表面性质,使其能够与药物分子结合,并在外部磁场的引导下精确地将药物输送到病变部位。
这种“定向爆破”的方式不仅提高了药物的治疗效果,还减少了对正常组织的损害。
这就像是给药物装上了导航系统,让它们能够准确地到达目的地。
此外,磁性纳米粒子还在肿瘤热疗中发挥着重要作用。
当这些粒子被引入到肿瘤组织中并暴露在交变磁场下时,它们会产生热量并杀死周围的癌细胞。
这种“内部燃烧”的方式为肿瘤治疗提供了一种无创且有效的手段。
这就像是给肿瘤安装了一个自毁装置,让它在不知不觉中自我毁灭。
然而,尽管磁性纳米粒子在生物医学研究中展现出巨大的潜力,但它们的应用仍面临着一些挑战。
例如,如何确保这些粒子在体内的稳定性和安全性仍然是一个亟待解决的问题。
此外,如何提高它们的靶向性和减少潜在的副作用也是当前研究的热点之一。
总之,磁性纳米粒子在生物医学研究中的应用前景广阔。
它们不仅能够提高疾病的诊断准确性,还能够为治疗提供新的思路和方法。
然而,我们也需要认识到这些粒子的潜在风险,并通过进一步的研究来解决这些问题。
只有这样,我们才能充分发挥磁性纳米粒子在生物医学领域的潜力,为人类的健康事业做出更大的贡献。
Fe3O4磁性微球制备技术的研究进展■ 文/杜逸纯1 刘治华2 孙维凯1 1.苏州科技大学化学生物与材料工程学院 2.常熟理工学院经济与管理学院1 概述磁性微球(Magnetic Microspheres)是纳米材料研究的一个重要的研究方向,其直径通常在10~100nm之间,在室温下具有超顺磁性,通过外加磁场即可将微球与液相快速的分离开来,能够实现重复使用。
由于其具有较为优异的磁响应性、生物相容性及化学稳定性,因此在医学、药学[1]、催化化学[2]、分离纯化[3]及废水处理[4,5]等领域具有较为广阔的应用前景。
随着研究人员的不断深入研究,其在医学及药学领域的应用潜力也在不断被挖掘,目前,已在核磁共振成像造影剂[6]、细胞标记[7]、肿瘤磁热疗[8]、药物控释[9]及蛋白分离[10]等方面得到了应用。
磁性微球主要可以分为有机磁性微球和无机磁性微球2种。
有机磁性微球是一种由金属有机络合物所构成的高分子纳米复合材料。
无机磁性微球有很多的种类,常见的有二氧化铬(C r O2)、铁氧体(CoFe2O4)、金属单质〔铁(Fe)、钴(C o)、镍(N i)〕、氮化铁(F e4N)和氧化铁(F e3O4、γ—F e2O3)等[11],其中以F e3O4磁性微球最为常用。
与有机磁性微球相比,无机磁性微球具有许多优势,因此,研究人员对无机磁性微球进行了深入的研究,开发出了许多种制备的方法。
磁性微球可控合成的关键在于控制晶体的成核及生长过程,以此来调控磁性微球的形貌、尺寸、表面性质、粒径分布及带隙等。
由于在实际应用中使用最多的磁性微球是F e3O4磁性微球,所以本文主要对F e3O4磁性微球进行介绍。
目前,F e3O4磁性微球主要通过共沉淀法、溶胶—凝胶法、水热法、高温热分解法和微乳液法这5种方法进行制备。
本文介绍了F e3O4磁性微球的5种主要的制备方法,并回顾了近年来F e3O4磁性微球的研究进展,分析了不同制备方法的优缺点,指出了目前F e3O4磁性微球仍存在的一些问题,并展望了其未来的发展方向。
磁性碳微球的制备及其在生物医学中的应用研究磁性碳微球是一种新型的功能性材料,具有很强的生物相容性、磁敏感性和可降解性等特点。
磁性碳微球的制备技术不断改进和创新,为其在生物医学领域的应用提供了广泛的应用前景。
本文将探讨磁性碳微球的制备及其在生物医学中的应用研究。
一、磁性碳微球的制备技术目前,常用的磁性碳微球制备方法包括模板法、水热法、溶胶凝胶法、微乳液法、共沉淀法等。
其中最为成熟的方法是模板法。
模板法主要分为两种类型:软模板法和硬模板法。
软模板法是指在有机溶剂中,通过表面活性剂和调节剂形成的微胶囊作为模板,来制备磁性碳微球。
硬模板法是指利用硬质多孔材料(如氧化铝球等)作为模板,将氧化铝球包裹在碳母体中,在高温下还原碳化、脱铝等反应,最终得到磁性碳微球。
这两种方法的优缺点不同,可以根据需要选择。
二、磁性碳微球的应用研究磁性碳微球具有较强的应用潜力和广阔的应用前景,目前在生物医学领域中的应用已经逐步被重视。
以下是该材料应用于生物医学领域的研究进展:1、磁性碳微球在药物传输中的应用磁性碳微球可以用于药物传输,在癌症、心脑血管等领域中有着广泛的应用。
通过与靶向配合物等药物包装材料复合,可以提高药物的运载量和药效,增强其对肿瘤、心血管等部位的精准度和迅速性。
2、磁性碳微球在磁共振成像中的应用磁性碳微球因具有磁性,因此可以用于磁共振成像。
与传统的磁共振成像剂相比,磁性碳微球具有成像效果更明显、更清晰、更容易修饰等优点。
3、磁性碳微球在细胞成像中的应用磁性碳微球可以用于细胞内成像,采用荧光标记、磁氧层等手段可以实现对细胞的精细成像,对生命学、遗传学等研究有提高的作用。
4、磁性碳微球在生物毒理学中的应用磁性碳微球在生物毒理学中也有广泛的应用。
在细胞培养、分离、筛选等方面,可以有效地减少染色体的畸变或对细胞结构的损伤等问题,为生物医学研究提供便利。
三、磁性碳微球应用研究的前景展望磁性碳微球的应用研究还处于探索和发展的阶段,未来仍面临不少的挑战。
磁性微球在生物医学上应用的新进展
兰小鹏
【期刊名称】《国外医学:临床生物化学与检验学分册》
【年(卷),期】1993(014)004
【摘要】磁性微球是一种人工合成的含金属核心的微小颗粒,既可结合活性蛋白质又可被磁铁所吸引,作为一种特殊的载体,磁性微球具有广泛的研究、应用和开发价值。
在分离和纯化细胞、免疫检测、细胞标记、核酸分子杂交,DNA 分离以及PCR 等方面均显示出良好的前景。
本文综述了磁性微球在生物检测方面的某些新进展。
【总页数】4页(P158-161)
【作者】兰小鹏
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】R446
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1.磁性微球的制备及在生物分离应用中的研究进展 [J], 廖鹏飞;夏金兰;聂珍媛;谢建平
2.葡聚糖磁性微球在生物医学领域的应用 [J], 刘瑶;张海丽;韩德艳
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4.聚乳酸及其共聚物的合成和在生物医学上的应用 [J], 李孝红;袁明龙;熊成东;邓先模;黄志镗
5.磁性微球在生物医学中的应用 [J], 吕晓娟;龚建森;刘学贤;刘祯亚
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磁性微球的生物医学进展
1、磁性微球的制备
磁性微球的制备方法较多,不同类型的磁性微球制备方法不同。
大致可分为物理法和化学法。
物理法有喷雾干燥、热处理法和冷冻凝聚法。
化学法有乳液聚合法、悬浮聚合法、分散聚合法、自组装法和生物合成法等。
1.1喷雾干燥法
喷雾干燥法是将磁流体分散在基体材料的溶液中,利用喷雾干燥制得磁性微球。
王强斌等〔7〕将纳米磁流体分散在聚丙烯腈的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液中,混合均匀后进行喷雾,得到外形规整、粒径分布较窄、磁含量约15%
的聚丙烯腈磁性微球,得到的磁性微球可作为固定化酶的载体。
1.2热处理法
热处理法是将蛋白质分散在磁流体中,在超声激烈搅拌下加热,使蛋白质稳定,可得到蛋白质包覆的磁性微球。
Jchatterjee等〔8〕采用此法得到了分散性良好的人血清白蛋白(HSA)磁性微球。
将HSA加入到磁流体中,然后将混合液倒入棉子油中,先在低温(4℃)下高速超声搅拌,然后加热到130℃,同时保持高速的搅拌,持续一定时间,然后冷却洗涤。
得到的磁性微球分散良好,稳定性较化学交联蛋白质得到的磁性微球更好。
1.3冷冻凝聚法
冷冻凝聚法是将磁流体分散在基体材料中,再加入液体石蜡,搅拌。
低温冷却后加入有机溶剂搅拌、过滤、洗涤可得到包覆Fe3O4的磁性微球。
张胜〔9〕等利用冷冻法制备了包裹超微Fe3O4和平阳霉素的明胶磁性微球。
此微球具有较好的靶向性和缓释性。
1.4乳液聚合法
乳液聚合法是将磁流体分散在高分子单体中,加入乳化剂,高速搅拌剪切乳化。
同时高分子单体在乳液滴中发生聚合反应,形成了磁性颗粒均匀分散的磁性高分子微球。
谢钢〔10〕采用乳液聚合法制备了PS(聚苯乙烯)/Fe3O4复合微球,并研究了不同的分散稳定剂对所制备的复合磁性微球的影响。
悬浮聚合和乳液聚合类似,将磁流体加入到高分子单体中,不加乳化剂的情况下,借助高速搅拌的作用将单体分散成小液滴,单体在小液滴中反应,得到磁性高分子微球。
王胜林〔11〕等采用悬浮聚合法制备了聚苯乙烯磁性微球。
将Fe3O4磁性粒子用一种复合分散剂进行表面处理后分散到苯乙烯中,从而形成苯乙烯磁流体,在磁流体中加入引发剂单体二乙烯基苯(DVB),然后将磁流体分散在水中,经过高速剪切
乳化,形成稳定的微悬浮液,在稳定的温度下发生聚合反应。
最后过滤分离,得到包覆良好的磁性微球。
乳液聚合与悬浮聚合法得到的磁性微球的粒径不同,采用乳液聚合法可得到纳米级的磁性微球,而悬浮聚合法得到的磁微球一般为微米级。
乳液聚合法制备磁性微球过程中需加入乳化剂,因此,需要进行洗涤、热处理等一些后续的处理。
采用不同的聚合方法,可制备不同粒径的磁性微球。
邱广亮〔12〕等采用分散聚合法制备了Fe3O4/P(St-CBA)复合磁性微球。
采用分散聚合法,在磁流体存在下,以乙醇-水为分散介质,以聚乙二醇为分散剂和稳定剂,进行苯乙烯(St)-马来酸酐(CBA)-二乙烯基苯的三元共聚,合成出了粒径比较均匀、磁响应性较强的高分子磁性微球。
1.5自组装法
ZhuYihua〔13〕通过在微球上连续的组装Fe3O4纳米颗粒和高分子电解质,得到了具有粒径和组成可裁剪的磁性SiO2微球。
层沉积的条件是当Fe3O4和高分子电解质所带的电荷相反时,利用静电吸引形成了多层组装。
由此形成了在SiO2微球上Fe3O4和高分子电解质交替组装的结构。
微球表面层数可通过层层吸附的方法控制,从而控制微球的大小。
得到的微球表面包覆着均匀纳米颗粒。
这种尺寸大小可控的磁性微球具有广阔的应用。
1.6生物合成法
生物合成法是指自然界中的一种向磁微生物,这些生物在沿着地球磁力线移动时,在体内合成生物膜包覆的磁性超微粒子。
2、磁性微球的应用
磁性高分子微球具有高分子微球的特性,可通过共聚、表面改性赋予其表面多种反应性功能基团,如—COOH,—NH2,—OH,—COH等,与生物活性物质的交联吸附能力大。
同时,又因微球内部含有磁性粒子,具有超顺磁性,可在外加磁场的作用下快速运动。
因而,在生物医学、细胞学和生物工程等领域有着广泛的应用前景。
2.1固定化酶
固定化酶是指利用物理吸附或化学结合法将自由酶固定到载体上以提高酶
的操作稳定性和反复回收利用酶的技术〔14〕。
磁性微球用于固定化酶利于固定化酶从反应体系中分离和回收,操作简便。
同时利用外部的磁场可控制固定化的运动方式和方向,可替代传统的机械搅拌,提高酶的催化效率。
任广智〔14〕等制备了用于固定化酶的磁性壳聚糖微球。
首先用化学共沉淀法制备了磁流体,随后在磁流体存在下进行壳聚糖和戊二醛的共聚反应。
该微球具有良好的磁响应性,在外加磁场下可被快速的从溶液中分离出来。
磁性纤维素微球和磁性聚2-羟乙烷甲基丙烯酸酯-乙烯基二甲基丙烯酸酯(HEMA-EDMA)微球上固定脱氧核
糖核酸酶,此固定化酶可用于染色体和DNA质粒的分解。
BohuslavRittich〔15〕
制备并研究了此固定化酶的特性。
磁性纤维素微球的制备是在纤维胶中分散磁粉,通过纤维胶溶胶-凝胶的转变制备。
磁性聚(HEMA-EDMA)微球是通过分散聚合2-羟乙烷甲基丙烯酸酯(HE-MA)和乙烯基二甲基丙烯酸酯(EDMA),同时加入磁粉。
在磁微球表面引入氯三嗪(Chlorotriazine),使脱氧核糖核酸酶能通过化学键固定在磁微球上。
GuoZheng〔16〕等制备了聚联乙烯苯-乙烯醋酸包裹纳米尺寸的Fe3O4的磁性微球,得到的聚合物微球具有多孔结构。
在微球上固定脂肪酶,酶的固定速度快,载酶量大,脂肪酶与磁性微球之间结合紧密,固定化的脂肪酶活性高,热稳定性好,重复使用6次后,酶的活性仍能保留74%,表明固定化酶有较长的使用寿命。
2.2靶向药物
靶向给药,尤其是抗肿瘤靶向药物是近年来国际上研究的一个热点,良好的药物靶向治疗有助于增加病灶部位药物浓度,减少药物用量,降低不良反应,具有良好的应用前景。
UrsHaKfeli〔17〕在磁性微球上标定β-放射铼(Re)-188,磁性载体是由金属铁和活性炭组成。
由于磁性载体(MTC)能有效靶向到肿瘤部位,所以Re-MTC能集中对肿瘤部位辐射治疗,减小了对周围组织和器官的辐射。
MuniyandySaravanan〔18〕制备了用于治疗关节炎的二氯苯二磺酰钠凝胶磁性微球。
二氯苯二磺酰钠是一种抗炎和止痛药,能用来治疗关节炎。
由于生理半衰期短,需要持续频繁的注射以维持其治疗效果,需要缓释以长期维持其浓度。
同时这种药物具有很强的副作用,如胃溃疡、肠胃出血、过敏性反应等。
制备凝胶磁性微球靶向药物到需要的部位,实验表明此微球的药物释放超过18天,采用超声波能加快药物的释放。
2.3细胞的分离
有效的细胞分离是临床和免疫学的基本而重要的步骤。
磁性微球在细胞分离中的应用之一是血液中红细胞的分离;另一种应用是在临床进行自身骨髓移植时用于清除骨髓中已转移的癌细胞、异体骨髓移植时清除骨髓中的T细胞等。
康继超等〔19〕用物理吸附和化学键共价结合的方法,将抗人膀胱癌单克隆抗体连接到预先制备的聚苯乙烯磁性微球表面,构建了能特异地与靶细胞结合并赋予其磁响应性的免疫磁性微球(Immunomagneticmicrospheres,IMMS),用于从骨髓中分离癌细胞。
实验证明,所构建的IMMS可有效地和靶细胞结合。
用IMMS从动物骨髓中分离癌细胞的初步实验表明,IMMS可有效清除癌细胞,而骨髓细胞仅有很少量的损失。
JhunuChatterjee〔20〕用血凝素修饰聚苯乙烯磁微球和白蛋白微球,用于红细胞的分离。
用血凝素修饰聚苯乙烯微球和白蛋白微球后,其具有良好的结合红细胞的能力。
白蛋白微球与合成的聚合物微球相比较更具优势。
因为经白蛋白微球分离后的红细胞能重新注射进入病人的体内。
2.4诊断
磁性蛋白微球在医学诊断中也具有广泛的应用,包括超声检查中作为回波对照剂,核磁共振成像对比增强等。
SAvivi(Levi)〔21〕采用了高强度超声法合成
磁性蛋白质微球。
方法是用五羰基铁或醋酸铁、牛血清白蛋白(BSA)作反应物,在水或癸烷的溶液中进行高强度的超声振荡,所制备的磁性微球由BSA包覆氧化铁组成。
不同化学组成的放射性微球近来已用于诊断和治疗。
磁性靶向放射性微球具有磁响应性,能够靶向到特定的部位。
UrsO等〔22〕用放射性In标定磁性靶向载体。
采用(ABz-DOTA)作为螯合剂时,接着螯合铟与磁性微球键合,得到的放射磁微球在血浆中具有较好的稳定性,表明In标定的磁微球作为治疗前的诊断工具能保证长期的观察。
由于磁性微球具有诸多优异的性能,其在生物医学领域中的应用越来越广泛。
然而对于磁性微球制备过程中的粒径的控制、作为靶向载体的磁性微球进入人体后的稳定性、铁磁性物质在人体内的积累等问题仍需要进行深入的研究。