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磁性纳米材料在生物医学中的应用探讨在当今生物医学领域，科学技术的不断进步为疾病的诊断和治疗带来了新的希望。
其中，磁性纳米材料因其独特的物理化学性质，成为了研究的热点之一，并在多个方面展现出了巨大的应用潜力。
磁性纳米材料，顾名思义，是指具有磁性且尺寸在纳米级别的材料。
它们通常具有超顺磁性，即在外部磁场存在时能够迅速被磁化，而当磁场消失时，磁性也会迅速消失，这种特性使得它们在生物医学领域的应用变得极为有趣和有用。
在疾病诊断方面，磁性纳米材料发挥着重要作用。
以磁共振成像（MRI）为例，通过将磁性纳米材料作为造影剂，可以显著提高成像的对比度和分辨率。
这些纳米粒子能够在病变组织中聚集，使得病变部位在图像中更加清晰地显现出来，有助于医生更准确地发现疾病。
此外，基于磁性纳米材料的生物传感器也为疾病的早期检测提供了新的途径。
它们可以特异性地识别和结合生物分子，如蛋白质、核酸等，通过检测磁性信号的变化来反映生物分子的存在和浓度，从而实现对疾病标志物的高灵敏度检测。
在药物输送方面，磁性纳米材料更是展现出了独特的优势。
传统的药物治疗往往存在药物分布不均匀、副作用大等问题。
而利用磁性纳米材料作为药物载体，可以实现药物的靶向输送。
通过在外部磁场的引导下，将载有药物的磁性纳米粒子精准地输送到病变部位，提高药物在病灶处的浓度，减少对正常组织的损伤。
同时，还可以通过对磁性纳米粒子的表面进行修饰，实现药物的控制释放，进一步提高治疗效果。
除了诊断和治疗，磁性纳米材料在细胞分离和生物分离方面也有出色的表现。
例如，在血液中分离特定的细胞类型，如癌细胞、干细胞等。
通过在磁性纳米粒子表面连接特异性的抗体或配体，使其能够与目标细胞结合。
然后在外部磁场的作用下，将结合了磁性纳米粒子的细胞从混合物中分离出来，这为疾病的研究和治疗提供了重要的技术支持。
在肿瘤治疗中，磁性纳米材料的热疗应用备受关注。
当磁性纳米粒子暴露在交变磁场中时，会由于磁滞损耗和涡流损耗而产生热量。
磁性纳米材料在医学领域中的应用研究一、引言随着科学技术的发展和人们对生命和健康的需求日益增加，纳米技术逐渐成为一个热门的研究领域。
磁性纳米材料作为纳米材料的一种，因其在生物医学领域中的广泛应用而备受关注。
在医学领域中，磁性纳米材料具有很好的生物相容性和生物活性，因此具有广泛的应用前景。
本文主要探讨磁性纳米材料在医学领域中的应用研究。
二、磁性纳米材料的概述磁性纳米材料是一种尺寸小于100nm的具有磁性的材料。
磁性纳米材料具有许多优良的物理和化学性质，包括高比表面积、高磁化率、高化学稳定性和生物相容性等。
这些优良的性质使得磁性纳米材料成为一种理想的生物医学材料，并在药物输送、生物成像和疾病治疗等方面得到了广泛的应用。
三、磁性纳米材料在药物输送中的应用药物输送是利用药物载体将治疗剂量传递到目标区域的技术。
磁性纳米材料由于具有较小的粒子大小和较大的比表面积，能够改进药物输送效率并减小药物剂量。
同时，磁性纳米材料通过外部磁场调控，能够精确定位到萎缩组织和转移组织，这使得药物输送更加精准高效。
四、磁性纳米材料在生物成像中的应用生物成像是一种对生物体内部结构、功能和代谢进行观察和评价的技术。
磁性纳米材料在生物成像中的应用是其主要的应用领域之一。
磁性纳米材料能够提供高分辨率、高灵敏度的图像，同时具有良好的生物相容性和选择性。
常见的磁性纳米材料生物成像方法包括磁共振成像、磁性共振造影和磁化过渡增强成像等。
五、磁性纳米材料在疾病治疗中的应用疾病治疗是指利用药物和其他手段阻止、减轻或治愈某种疾病的过程。
磁性纳米材料在疾病治疗中的应用是其另一个重要的应用领域。
磁性纳米材料通过外部磁场引导和控制，能够在特定的组织和器官中释放药物，实现精准治疗。
同时，磁性纳米材料的高生物相容性和生物活性使得其在肿瘤治疗中有较广泛的应用。
六、磁性纳米材料在临床中的应用现状如今，磁性纳米材料在医学领域中的应用已经得到了广泛的关注和研究，其在药物输送、生物成像和疾病治疗等方面均有不同程度的应用。
超微超顺磁性氧化铁纳米粒及其在肿瘤磁共振成像中的应用刘国华【摘要】超微超顺磁性氧化铁纳米粒是一种新型的磁共振对比剂,具有血浆半衰期长及易被巨噬细胞吞噬摄取等特点,在磁共振血管成像、肝脏骨髓肿瘤的鉴别、淋巴结的良恶性鉴别、肿瘤病灶的显示及肿瘤免疫成像等方面有着良好的应用前景.随着在基础及临床方面研究的深入,其必将使现有的一些肿瘤磁共振成像模式发生深刻的变革.【期刊名称】《医学综述》【年(卷),期】2010(016)016【总页数】4页(P2494-2497)【关键词】超微超顺磁性氧化铁纳米粒;对比剂;磁共振成像【作者】刘国华【作者单位】南京医科大学附属苏州市立医院东区呼吸科,江苏,苏州,215001【正文语种】中文【中图分类】R445.2恶性肿瘤严重危害着人类健康，近年来纳米生物技术的发展为肿瘤的早期诊治提供了新的机遇，其中超微超顺磁性氧化铁纳米粒(ultrasmall superamagmetic iron oxide，USPIO)具有粒径小，血浆半衰期长，易集中分布在网状内皮细胞丰富的组织和器官等特点，有助于提高该部位肿瘤与正常组织的磁共振成像(magneticresonance imaging，MRI)对比度。
已有大量研究证实，其在磁共振肿瘤血管成像、组织灌注、网状内皮系统肿瘤成像方面有着良好的应用前景。
此外，其易于在细胞间通透移动，适用于带特定抗原的肿瘤细胞免疫显像。
目前，国内在这方面的研究尚处于初始阶段。
现就其在肿瘤MRI方面的应用研究作一综述。
1 USPIO的理化性质及磁共振增强原理USPIO是由不同的外层材料(主要是葡聚糖)包裹Fe2O3或Fe3O4形成的氧化铁纳米粒，目前，多种USPIO制剂尚处于试验阶段，但也有数种制剂如AMI-227、NC100150、ferumoxytol等已应用于人体。
USPIO体积一般＜50 nm，比普通的超顺磁性氧化铁颗粒更小，且表面包有较厚的葡聚糖层，因此，与血浆蛋白和调理素的作用减弱，影响了吞噬细胞对其的摄入，血循环半衰期长达100 min以上，可用来作为血池显像剂，同时，长循环时间也使得其除了被肝脾单核吞噬细胞系统摄取外，尚可以通过毛细血管壁，从而更广泛地分布于深部组织的巨噬细胞内(如淋巴结、骨髓、肺、脑、肾等组织)，使得巨噬细胞系统成像成为可能［1］。
磁性纳米材料在药物传递中的应用在现代医学领域，药物传递系统的不断创新和优化是提高治疗效果、减少副作用的关键。
近年来，磁性纳米材料因其独特的物理化学性质，在药物传递领域展现出了巨大的应用潜力。
磁性纳米材料通常指尺寸在纳米级（1 100 纳米）的具有磁性的材料，如氧化铁纳米粒子等。
它们具有超顺磁性，即在外部磁场存在时能够被迅速磁化，而在磁场消失后磁性也很快消失，这一特性为其在药物传递中的应用奠定了基础。
首先，磁性纳米材料能够实现药物的靶向传递。
通过在纳米粒子表面修饰特定的分子，如抗体、配体等，可以使其特异性地结合到病变部位的细胞或组织上。
当施加外部磁场时，载药的磁性纳米粒子能够在磁场的引导下富集到靶向部位，提高药物在病灶处的浓度，从而增强治疗效果，同时减少药物对正常组织的损伤。
例如，对于肿瘤的治疗，磁性纳米粒子可以通过与肿瘤细胞表面的特异性抗原结合，在磁场作用下精准地将药物递送到肿瘤组织内部，提高抗肿瘤药物的疗效，降低全身性的毒副作用。
其次，磁性纳米材料还能够提高药物的负载量和稳定性。
由于其高比表面积和孔隙结构，磁性纳米材料可以负载大量的药物分子。
同时，纳米粒子的外壳可以对药物进行保护，防止其在体内环境中过早降解或失活，从而延长药物的半衰期，提高药物的生物利用度。
再者，磁性纳米材料能够实现药物的控释。
通过对纳米粒子的结构和组成进行设计，可以实现药物在特定条件下的缓慢释放。
例如，利用 pH 敏感的聚合物对磁性纳米粒子进行包裹，当纳米粒子到达肿瘤等酸性环境时，聚合物外壳发生降解，从而释放出药物。
这种控释机制能够更好地模拟药物在体内的自然代谢过程，减少药物的突释现象，降低药物的毒性。
在实际应用中，磁性纳米材料的制备方法和表面修饰技术至关重要。
常见的制备方法包括共沉淀法、水热法、溶胶凝胶法等。
这些方法可以制备出尺寸均匀、形貌可控的磁性纳米粒子。
而表面修饰则是为了提高纳米粒子的生物相容性、稳定性和靶向性。
常用的修饰材料有聚乙二醇（PEG）、壳聚糖、多肽等。
磁性纳米材料在医学影像和治疗中的应用研究近年来，磁性纳米材料在医学领域的应用越来越受到重视。
其独特的物理和化学特性，使得它们成为医学影像和治疗中的有力工具。
本文将重点探讨磁性纳米材料在医学影像和治疗中的应用研究，包括磁共振成像（MRI）和磁性超声造影（MUS）等方面。
磁性纳米材料作为一种重要的对比剂，被广泛运用于医学影像学中的MRI技术。
传统的MRI对比剂往往具有固定的形态和信号强度，无法提供详细的生物信息。
而磁性纳米材料可以通过调整其磁性、形态和表面修饰来产生特定的信号，从而获得更丰富的影像信息。
磁性纳米材料的超顺磁性质可以使其在强磁场下产生强烈的磁性共振信号，从而提高图像的对比度和分辨率。
此外，磁性纳米材料还可以通过调整其核磁共振的长T1和短T2时间，实现不同类型组织的对比增强。
因此，磁性纳米材料在MRI技术中的应用为医学影像学提供了更全面、精准的诊断信息。
除了MRI技术，磁性纳米材料还被广泛应用于磁性超声造影（MUS）技术中。
MUS技术是一种结合了磁性纳米材料和超声波的新型医学影像技术。
通过将磁性纳米材料与超声造影剂结合，可以实现肿瘤、血管和器官等组织的高分辨超声成像。
磁性纳米材料具有高密度和高声阻抗，可以提供强烈的回声信号，增强超声成像的对比度。
此外，通过调整磁性纳米材料的大小和浓度，可以实现不同信号强度的超声造影效果，从而提高对肿瘤等病变的检测和鉴别能力。
因此，磁性纳米材料在MUS技术中的应用为临床检查和治疗提供了更精准的信息。
除了医学影像学，磁性纳米材料还具有在医学治疗中的潜在应用。
其中最常见的应用是通过磁性超导散热（MHT）技术实现肿瘤的热疗。
磁性纳米材料可以通过靶向修饰与肿瘤细胞具有特异性的分子结合，并在外界施加交变磁场时产生磁性损耗，从而局部升温并杀死肿瘤细胞。
此外，磁性纳米材料还可以通过配合药物或基因传递体系，实现肿瘤的药物或基因靶向输送，提高治疗效果。
这些磁性纳米材料的应用为肿瘤治疗提供了新的思路和方法。
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。
磁性纳米材料在生物医学中的应用随着生物医学技术的不断发展，人们对于治疗疾病的需求也不断增长。
在这个背景下，磁性纳米材料的应用日渐广泛，成为了生物医学研究领域的一个热点。
磁性纳米材料因其独特的物理、化学性质，被广泛应用于生物医学诊断和治疗领域。
本文将从磁性纳米材料的基础知识、具体应用和未来发展方向三个方面来阐述磁性纳米材料在生物医学中的应用。
一、磁性纳米材料的基础知识磁性纳米材料是具有粒径在1-100nm的磁性晶体粒子，并被包裹在有机或无机表面活性剂中的一种新型材料。
磁性纳米材料的磁性能随其粒径的减小而增强，在外加磁场下可以快速定向，因此其在生物医学领域中被广泛应用于生物分离、诊断、治疗等方面。
二、磁性纳米材料的具体应用1.生物分离磁性纳米材料可与特定的生物分子（如抗体、核酸等）结合，并在外加磁场下实现快速定向，实现对目标分子的全面分离。
这种技术被应用于细胞分离、蛋白质纯化、肿瘤细胞分离等领域，具有分离速度快、稳定性好等优点。
2.生物诊断磁性纳米材料具有优异的生物相容性和生物膜透过性，常常用于磁共振成像技术、核酸分析、荷瘤细胞检测等生物诊断场景中。
其中，磁共振成像技术利用磁性纳米颗粒在外加磁场下引起的局部磁化现象，从而获得针对人体的高分辨率磁共振图像，达到准确定位和评估疾病的目的。
3.药物输送磁性纳米颗粒因其特有的磁性，可以通过外加磁场的力场实现在生物介质中的定向运输和效率释放。
因此，磁性纳米颗粒可以作为一种特殊的药物输送载体，被广泛应用于生物医药领域中，如肿瘤治疗、靶向运输等。
三、磁性纳米材料的未来发展方向随着生物医学技术的不断发展和人们对于治疗效果的不断提高，磁性纳米材料在未来的应用领域也将变得更加广泛。
可以预见的是，在生物医学中，磁性纳米材料将从生物分离、生物诊断和药物输送等方面进一步深入和创新，发展成为一种多功能性的生物医学材料。
总之，磁性纳米材料在生物医学中的应用是一个不断深入的过程，磁性纳米材料的优异性质成为实现生物治疗和药物输送的关键。
纳米材料在生物医学上的应用论文（共5则）第一篇：纳米材料在生物医学上的应用论文纳米材料在生物医学上的应用论文纳米材料在癌症治疗方面的应用现状及展望纳米材料在癌症治疗方面的应用现状及展望前言：尽管我们现在生活在高科技时代，科技很发达，人类的平均寿命比七、八十年代高了很多，但是癌症仍然是人类健康的头号杀手。
即使在发达国家，也是如此。
目前癌症在临床上可以进行手术、放疗、化疗等方法，但是大多只能杀死或转移癌细胞，但不能完全清除癌细胞，随时有可能复发。
归根到底，癌症还是因发现晚、治愈难而成为致死的重要原因。
到目前为止，癌症的有效治疗和诊断仍然是现代医学面临的严峻考验。
纳米材料的出现为癌症的及早诊断、治疗带来了希望。
一、纳米材料在癌症早期检测和诊断方面的应用（1）纳米粒子作为一种多功能的击靶对照反差试剂的候选物作为所有的临床成像。
例如，Emory大学聂书明教授的研究小组首次用聚合物纳米颗粒层和聚乙二醇包裹的量子点在活体内同时对肿瘤进行定位和成像。
还有，中国医科大学陈丽英教授将超顺磁性氧化铁纳米粒子进行相应的包裹或与靶特异性分子联结后作为造影剂使用，可以发现直径3毫米以下的肝肿瘤，结果清晰可靠。
【1】（2）哈佛大学查尔斯.利伯尔领导的研究小组阐述了采用硅纳米导线陈列装置来检测血浆中癌细胞内过度表达的微量标记蛋白质。
【2】（3）血管栓塞术可用于晚期肝、肾恶性肿瘤的治疗。
磁性纳米微球可以做得更小，且易于进入末梢血管，在磁场作用下具有磁控导向、靶位栓塞等优点。
例如，多柔比星纳米微粒—碘油乳剂肝动脉栓塞治疗肝癌。
【3】（4）美国弗拉迪米尔.托洛伊林为首的研究小组，把含有纳米微粒的化疗剂和称为2c5的抗体连接，在轰击人体癌细胞，通过这种方法可以减缓不同肿瘤的生长速度。
【4】二、纳米材料在癌症临床上的应用（1）加拿大多伦多大学马格瑞特公主医院的科学家们研制了一种无毒、可生物降解和具有高灵敏度的有机纳米颗粒。
可广泛适用于癌症治疗和药物传递通过它将装载的药物导入到肿瘤中进行靶向性治疗。
四氧化三铁的光热效应四氧化三铁（Fe3O4）是一种常见的铁氧化物，具有很强的光热效应。
它在光热转换器件、生物医学治疗、热磁记录等领域具有广泛的应用前景。
本文将介绍四氧化三铁的光热效应以及其相关应用。
光热效应是指物质在吸收光能后产生的热效应。
四氧化三铁具有较宽的吸收光谱范围，从紫外光到近红外光都能吸收。
当四氧化三铁吸收光能时，光能被转化为热能。
这是由于光子能量被电子吸收后，激发电子跃迁到高能态，再通过非辐射跃迁或电荷传输过程耗散出热能。
这种光热转换过程使得四氧化三铁具有很高的温升和热释放能力。
根据四氧化三铁的光热效应，可以将其应用于光热转换器件的制备。
光热转换器件是一种将光能转换为热能的装置，通常包括吸光材料、热散射元件和热吸收区域。
以四氧化三铁为吸光材料，可以通过调节其结构和组分来实现不同波段的光吸收。
例如，在近红外区域，可以通过改变四氧化三铁的粒径来调节其吸收能力。
同时，通过结合热散射元件，可以提高光热转换效率。
因此，四氧化三铁在光热转换器件中具有很大的应用潜力。
除了光热转换器件，四氧化三铁还可以应用于生物医学治疗领域。
光热疗法是一种基于组织吸收光能产生热效应的疗法。
通过将四氧化三铁纳米粒子作为治疗剂，可以实现对癌细胞的有效杀伤。
由于四氧化三铁具有良好的生物相容性和生物降解性，可以通过控制其粒径和形态来调节其在生物体内的热疗效果。
此外，四氧化三铁还可以与其他功能纳米材料结合，如荧光标记物和抗肿瘤药物，在生物体内实现多功能治疗。
另外，四氧化三铁的光热效应还可以应用于热磁记录领域。
热磁记录是一种基于材料的磁性变化来存储信息的技术。
通过将四氧化三铁纳米颗粒作为信息存储介质，可以利用其光热效应实现高密度的热磁记录。
四氧化三铁的特殊磁性结构和光热特性使其具有很高的记录密度和速度，可以应用于大容量存储设备和高速数据传输。
综上所述，四氧化三铁具有很强的光热效应，并在光热转换器件、生物医学治疗和热磁记录中具有广泛的应用前景。
《中国组织工程研究》 Chinese Journal of Tissue Engineering Research文章编号:2095-4344(2019)10-01626-071626 ·综述·www.CRTER .org马捷，女，1981年生，陕西省西安市人，汉族，主管护师，主要从事护理管理研究。
通讯作者：王倩，副主任护师，解放军空军军医大学西京医院骨科，陕西省西安市 710032文献标识码:A稿件接受：2018-11-26Ma Jie, Nurse in charge, Department of Orthopedics, Xijing Hospital of Air Force Medical University, Xi’an 710032, Shaanxi Province, ChinaCorresponding author: Wang Qian, Associate chief nurse, Department of Orthopedics, Xijing Hospital of Air Force Medical University, Xi’an 710032, Shaanxi Province, China功能化Fe 3O 4磁性纳米微粒在生物医学领域的应用马 捷，王 倩(解放军空军军医大学西京医院骨科，陕西省西安市 710032) DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.1598 ORCID: 0000-0002-7868-1745(马捷)文章快速阅读：文题释义：纳米微粒的超顺磁性：是指粒子粒径小于30 nm 时通常表现出来的特性，即当有外部磁场时，纳米微粒能够迅速发生磁化而具有磁性特性，在撤去外部磁场后，纳米微粒立即消磁且无磁性残留。
基因治疗：基因治疗过程中基因载体的选择非常重要，Fe 3O 4磁性纳米微粒作为基因载体能够通过电荷吸附的方式与基因质粒结合，不仅基因的负荷容量大，同时还能够保护基因免受核酸酶的破坏降解；另外，还能够很大程度上确保基因的稳定表达。
磁性纳米材料在生物成像中的应用在现代生物医学领域，成像技术的不断发展对于疾病的诊断、治疗和研究起着至关重要的作用。
磁性纳米材料因其独特的物理和化学性质，成为了生物成像领域的研究热点之一。
磁性纳米材料通常是指尺寸在纳米级别的具有磁性的物质，如磁性氧化铁纳米粒子等。
它们具有超顺磁性，即在外部磁场存在时能够迅速被磁化，而在磁场消失后磁性也能很快消失，这一特性使得它们在生物成像中具有广泛的应用前景。
在磁共振成像（MRI）中，磁性纳米材料是一种非常有价值的造影剂。
MRI 是一种非侵入性的成像技术，能够提供高分辨率的人体内部结构图像。
然而，对于某些组织或病变，其天然对比度可能不够明显，导致难以清晰分辨。
这时，磁性纳米材料就派上了用场。
通过将特定的磁性纳米材料引入到目标区域，可以显著改变局部的磁场环境，从而增强 MRI 信号，提高成像的对比度和清晰度。
例如，超小超顺磁性氧化铁纳米粒子（USPIO）可以被巨噬细胞摄取。
当体内存在炎症或肿瘤时，这些部位的巨噬细胞会增多并摄取USPIO，使得在 MRI 图像中这些区域呈现出信号降低，从而帮助医生发现和诊断疾病。
此外，通过对磁性纳米材料进行表面修饰，如连接上特定的抗体或配体，可以实现对肿瘤细胞等特定目标的靶向成像，大大提高了诊断的准确性和特异性。
除了 MRI，磁性纳米材料在磁粒子成像（MPI）中也发挥着关键作用。
MPI 是一种新型的成像技术，它对磁性纳米材料的磁化响应进行直接检测，能够提供高灵敏度和高时空分辨率的图像。
与传统的成像技术相比，MPI 具有更低的背景信号和更高的定量准确性，在心血管疾病、细胞示踪等领域具有巨大的应用潜力。
在细胞成像方面，磁性纳米材料同样表现出色。
利用磁性纳米材料可以标记细胞，然后通过外部磁场对标记的细胞进行操控和追踪。
这对于研究细胞的迁移、分化以及在体内的分布等具有重要意义。
例如，在干细胞治疗中，可以用磁性纳米材料标记干细胞，然后通过成像技术实时监测干细胞在体内的去向和存活情况，为评估治疗效果提供直接的依据。
Fe3O4磁性纳米微粒——一种新型多功能医学造影剂李文艳【期刊名称】《临床超声医学杂志》【年(卷),期】2011(13)12【摘要】医学造影剂的发展使兼具疾病诊断与治疗等于一体的多功能造影剂的出现成为可能.Fe3O4磁性纳米微粒造影剂及其聚合物,因其特有的超顺磁性、靶向性、生物相容性及低细胞毒性而成为目前研究热点.本文就Fe3O4磁性纳米微粒造影剂的特性、制备及医学应用等方面进行一综述.%With the development of medical contrast media, the appearance of multi-functional contrast media for diagnosis and therapy has become possible. Magnetic Fej O4 nanoparticles and its synthesis attracted enormous research attention due to their unique magnetic properties, specific targeting, biocompatibility and low cytotoxicity. This article reviews the characteristics, preparationand medical applications of magnetic Fe3O4 nanoparticles.【总页数】3页(P834-836)【作者】李文艳【作者单位】400010,重庆市,重庆医科大学超声影像学研究所【正文语种】中文【中图分类】R981【相关文献】1.Fe3O4磁性纳米微粒的制备及药物缓释性能的研究 [J], 刘坤;陈良勇;蒋恒;韩钧尧;徐敏;林金辉;马晓艳2.Fe3O4磁性纳米微粒细胞相容性的实验研究 [J], 姚惠伶;蒋林彬3.功能化Fe3O4磁性纳米微粒在生物医学领域的应用 [J], 马捷;王倩4.功能化Fe3O4磁性纳米微粒在生物医学领域的应用 [J], 马捷;王倩;5.功能化超顺磁性Fe3O4纳米微粒的制备及在β-银环蛇毒素检测中的应用 [J], 穆晞惠;黄启斌;童朝阳;刘冰因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
AIChE Journal September 2011 Vol. 57, No. 9 Published on behalf of the AIChE DOI 10.1002/aic 1 Perspective 超顺磁性四氧化三铁纳米材料在医学中的应用综述
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DOI 10.1002/aic.11111 Published Sep 29, 2011
关键词:超顺磁性 纳米粒子 四氧化三铁 靶向运输
前言 近1O年来，有关纳米药物载体(Drug Nanoearriers)的研究不仅吸引了科学家们的极大兴趣，也得到了普通公众热切的关注。常见的纳米药物载体主要包括无机纳米药物载体和有机高分子纳米药物载体。其中，高分子纳米粒子作为药物载体研究得比较早，目前已有少量基于高分子纳米载体的药物得到欧美一些国家药监部门批准用于临床治疗[1]。这是因为高分子纳米粒子生物相容性好，
毒性小，药物可通过物理包覆或者化学键合的方式结合到高分子纳米粒子中，其释放后高分子载体可通过降解排出体外[2]。与高分子纳米粒子相比，无机纳米粒子不仅尺寸、形貌可控性好，比表面积大，而且独特的光、电、磁性质赋予其具有潜在的成像显影、靶向输送和协同药物治疗等功能，使其更适于在细胞内进行药物输送[3]。而且以超顺磁性纳
米颗粒作为基因载体及药物载体的研究近年来在医学领域不断发展，由于磁性四氧化三铁生物纳米颗粒的制作简单，直径可达10 nm以下，具有比表面积效应和磁效应，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。在磁性四氧化三铁的晶体表面可很容易地包埋生物高分子，如多聚糖[4]、蛋白质等形成核壳式结构[5-6]，可使其达到生物相容性，使其越来越多的应用于医学领域研究。
靶向药物输送和药物可控释放是无机纳米药物载体研究的主要目标。靶向药物输送能在病灶部位保持相对较高的药物浓度，延长药物的作用时间，提高对肿瘤细胞的杀伤力；药物可控释放可以减轻药物对正常细胞的作用且减小不良反应，提高药效，减轻患者的痛苦。一种理想的纳米药物载体需要具备以下的性能：良好的生物相容性；足够长的血液循环时间；特异性地靶向药物到病灶AIChE Journal September 2011 Vol. 57, No. 9 Published on behalf of the AIChE DOI 10.1002/aic 2
部位；刺激响应性，如随着pH或温度的变化，缓慢释放药物；能有效地在细胞内输送药物，进一步进入特定的细胞器。作者重点综述了近年来磁性纳米粒子、介孔二氧化硅、纳米碳材料和量子点作为纳米药物载体在靶向药物输送以及载药释药行为方面的研究进展。 一、超顺磁性概念 超顺磁性（superparamagnetism）：如果磁性材料是一单畴颗粒的集合体，对于每一个颗粒而言，由于磁性原子或离子之间的交换作用很强，磁矩之间将平行取向，而且磁矩取向在由磁晶各向异性所决定的易磁化方向上，但是颗粒与颗粒之间由于易磁化方向不同，磁矩的取向也就不同。现在，如果进一步减小颗粒的尺寸即体积，因为总的磁晶各向异性能正比于K1V，热扰动能正比于kT（K1是磁晶各向异性常数，V是颗粒体积，k是玻尔兹曼常数，T是样品的绝对温度），颗粒体积减小到某一数值时，热扰动能将与总的磁晶各向异性能相当，这样，颗粒内的磁矩方向就可能随着时间的推移，整体保持平行地在一个易磁化方向和另一个易磁化方向之间反复变化。从单畴颗粒集合体看，不同颗粒的磁矩取向每时每刻都在变换方向，这种磁性的特点和正常顺磁性的情况很相似，但是也不尽相同。因为在正常顺磁体中，每个原子或离子的磁矩只有几个玻尔磁子，但是对于直径5nm的特定球形颗粒集合体而言，每个颗粒可能包含了5000个以上的原子，颗粒的总磁矩有可能大于10000个玻尔磁子。所以把单畴颗粒集合体的这种磁性称为超顺磁性[7]。 二、超顺磁性纳米材料 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。它比细胞、病毒、蛋白质、基因等的大小更小或者接近，这样有利于其之间发生相互作用，生物分子在其表面的覆盖也容易达到。在外加磁场的作用下颗粒被吸引到特定组织，并在组织中聚集而发生效应，当治疗结束后撤去磁场时，颗粒将会被机体所清除。经研究显示，超顺磁性纳米颗粒在液体中处于悬浮状态，在外加梯度磁场的作用下可被磁化而发生定向移动，在指定部位可以从介质中分离出来；而当外加磁场去除后，其又可以重新处于悬浮状态，从而具有良好的分散性和可操作性。而磁性分离技术本身成本低，可操作性强，使其近年来在临床诊断、药物靶向治疗、细胞分离和分类及蛋白质分离纯化和核酸的提取等领域被广泛的使用[8]。
三、磁性生物分子的制备 磁性生物高分子微球一般为核壳式结构。生物高分子为壳层，磁性金属氧化物为核心。制备磁性生物高分子微球的主要方法是包埋法。它是将磁性粒子分散于高分子溶液中，通过乳化复合技术，透析、干燥等手段得到磁性生物高分子微球。
国外Cuyper等合成制备了磁性磷脂微球；Gupta等将磁性粒子与牛血清蛋白进行超声处理得到了磁性蛋白质微球。国内丘广亮等制备了粒径介于7～400nm 之间的磁性明胶复合微球。该球可分散于水溶液中，形成稳定的悬浮液,具有粒径小，双表面积大，生物结合量大，表面官能团多等特点。李民勤等也开展了这方面的工作。列举几种磁性生物高分子微球的制备方法。 AIChE Journal September 2011 Vol. 57, No. 9 Published on behalf of the AIChE DOI 10.1002/aic 3
磁性葡聚糖微球制备：将一定量的葡聚糖、三氯化铁和二氯化铁溶液溶于3ml 水中，在搅拌下滴加一定浓度的氨水3ml，升温到70 ℃，反应30min，用冰乙酸调pH 值至中性，离心(1500r/min) 15min 除去聚集物，然后透析，柱分离，得到葡聚糖纳米粒子。 琼脂糖微球制备：将2.8g琼脂糖溶于80ml蒸馏水中，移入三口烧瓶，依次逐滴加入适量氯化亚铁溶液和过氧化氢溶液，搅拌，滴加3mol/ L的NaOH溶液40ml，同时，用氮气保护，在沸水浴下反应4h。其工艺参数如表1 。
表1 磁性琼脂糖微球工艺参数 琼脂糖用量 mg/ ml 氯化铁用量 mg/ ml pH 值 搅拌速度 r/ min 粒径 nm 分散系数
12. 5～87. 5 15～120 > 10 400 20～30 0. 090～0. 601 磁性生物高分子微球的外壳与磁核的结合主要是通过范德华力、氢键、配位键的作用。生物高分子借助于这些作用力,牢牢地束缚于金属氧化物晶体表面,形成坚实的球状结构[9]。 四、超顺磁性纳米颗粒在医学方面的应用 在当代电气化和信息化社会中，磁性材料的应用非常广泛。纳米Fe3O4是一种多功能磁性材料，在肿瘤的治疗、微波吸收材料、催化剂载体、细胞分离、磁记录材料、磁流体、医药等领域已有广泛的应用。利用生物分子葡萄糖为还原剂,通过绿色化学合成方法制备得到了超顺磁性四氧化三铁(Fe3O4)纳米颗粒；还利用原位还原法、共混包埋法、悬浮聚合法等方法分别制备得到了双功能Fe3O4/Se一维纳米板束、Fe3O4/Se/PANI复合材料、双醛淀粉包覆的和聚苯乙烯-丙烯酸包覆的Fe3O4磁性高分子微球。 1．靶向运输 磁靶向药物输送系统(Magnetically Targeted Nanoparticulate Drug Delivery System，简称MTDDS)是近些年发展起来的一种新型靶向药物输送系统，特别是具有超顺磁性的Fe3O4纳米粒子在药物输送系统中具有显著的优点：载药磁性纳米粒子可以通过外加磁场准确地靶向病灶部位，在提高靶区药物浓度的同时减轻了对正常组织的损伤，从而降低其生理毒性，提高药效；可以通过磁共振成像(Magnetic resonance imaging，简称MRI)跟踪药物输送过程及其在生物体内的分布；在交变磁场的作用下，超顺磁性纳米粒子吸收能量产生热能，在发挥热疗效能的同时还可以控释药物[10]。
在Fe3O4纳米粒子表面修饰上两亲性高分子(PEG)，可以减少Fe3O4纳米粒子对血浆蛋白质的吸收，同时大大减少了巨噬细胞对该纳米粒子的非特异性吸收，提高了其在血液中的循环时间和生物相容性[11]。这种PEG化的Fe3O4纳米粒子，再通过化学键负载上抗癌药物色酮（Chromone)，可以有效提高色酮在血液中的循环时问和稳定性，是一种理想的磁靶向药物载体[12]。
中空和多孔结构纳米粒子的表面易功能化，也是一种极有吸引力的药物载体。复旦大学Wang 课题组通过水热法合成了粒径为200 nm左右的中空多孔Fe3O4纳米粒子，这种AIChE Journal September 2011 Vol. 57, No. 9 Published on behalf of the AIChE DOI 10.1002/aic 4
磁性纳米粒子的饱和磁化强度高为(88.7 emu/g )，形貌规整，孔道均一，有利于药物的存储、输送和释放，对紫杉醇(Paclitaxel，简称PXL)的载药量很高，能够达到20.2 wt％。这种方法制备的Fe3O4 纳米粒子生物相容性好，将人胚胎肾细胞HEK 293T与1000 ug/mL 的Fe3O4纳米粒子共培养24 h，细胞存活率仍能达到80％。M1Tr实验表明，该磁性纳米粒子本身细胞毒性很小，负载上抗癌药物PXL后，能够较好地杀死肿瘤细胞。 近期，关于磁性多功能纳米药物载体的研究比较多。Zhang等纠设计合成了多功能核一壳结构Fe3O4纳米粒子，并对其载药和释药行为进行了研究。图1为其合成路线图。首先在单分散的Fe3O4纳米粒子的的表面修饰上HSCH2CH2COOCH3，利用酰胺键共价结合上抗癌药物阿霉素(Doxorubicin，简称DOX)，再包覆上热敏性聚合物，该聚合物低临界相转变温度(Lower Critical Solution Temperature，简称LCST)为38℃．释药实验表明，在20℃时(低于LCST)药物释放速率缓慢，而在40℃(高于LCST)和37℃(约等于LCST)时，前5h内药物释放较快，之后是一个长时间的持续释药过程，说明该药物载体能够很好地控释和缓释药物。
2.热疗用四氧化三铁磁性纳米粒子[13] 肿瘤热疗法(hyperthermia )又可称作加温治癌、温热治癌、高温治癌等，是一种治疗肿瘤的方法。其原理是通过升高体温或局
