磁性纳米粒子的研究进展

磁-金纳米粒子的制备及其生物医学应用进展
王红彬;刘一丁
【期刊名称】《应用化工》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】综述了近年来磁-金纳米粒子的合成及其在生物医学成像诊断和生物医学治疗上的最新应用研究进展。

从磁性纳米粒子的制备方法、磁-金纳米粒子的合成
方法、磁-金纳米粒子作为成像造影剂用于生物医学多模态成像及“无背景”成像、磁-金纳米粒子作为诊疗一体化探针用于医学诊疗一体化几个方面进行了概述,并对磁-金纳米粒子未来的发展及应用前景进行了展望。

【总页数】5页(P677-680)
【作者】王红彬;刘一丁
【作者单位】西南石油大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ138.1;TQ131.23;TB34
【相关文献】
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磁性纳米粒子的制备与应用磁性纳米粒子是一种磁性材料，其粒径通常小于100 nm。

由于其小尺寸和磁性特性，磁性纳米粒子在材料、医药、环境等领域有着广泛的应用前景。

本文将介绍磁性纳米粒子的制备方法和应用情况。

一、制备方法1. 化学合成法化学合成法是制备磁性纳米粒子的常用方法之一。

其基本原理是通过化学反应在溶液中形成磁性纳米粒子。

化学合成法的优点是操作简便，制备工艺成熟，能够通过调控反应条件控制粒子的大小和形态。

但由于化学反应过程控制困难，容易产生杂质等问题，因此需要一定的技术和实验经验。

2. 高温热分解法高温热分解法是制备磁性纳米粒子的另一种常用方法。

其基本原理是将金属配合物溶解在有机溶剂中，然后加热反应，使其分解生成磁性纳米粒子。

高温热分解法的优点是制备过程简单，并能够实现大规模生产。

但由于需要高温反应，容易造成粒子聚集和表面氧化等问题，需要注意反应条件的控制。

3. 生物合成法生物合成法是一种新兴的制备磁性纳米粒子的方法。

其基本原理是利用微生物或植物细胞的代谢过程，在体内或外界合成磁性纳米粒子。

生物合成法的优点是操作简单，生产环保，能够实现纯度高、尺寸分布窄的磁性纳米粒子的制备。

但其制备条件较为苛刻，需要针对具体生物体系进行研究和改进。

二、应用情况1. 磁性纳米粒子在材料领域的应用磁性纳米粒子在材料领域有着广泛的应用前景。

其可以作为材料掺杂物，用于调节材料的磁性、导电性等特性；也可以作为材料支撑物，提高材料的比表面积和活性；此外，还可以制备磁性纳米材料，用于制作磁性存储器、磁性隔离膜等材料。

2. 磁性纳米粒子在医药领域的应用磁性纳米粒子在医药领域有着广泛的应用前景。

其可以作为磁性成像探针，用于肿瘤等疾病的诊断；也可以作为靶向药物载体，通过磁性控制将药物输送到靶位点，提高治疗效果；此外，还可以制备高分子磁性纳米粒子，在组织工程和再生医学等领域中应用。

3. 磁性纳米粒子在环境领域的应用磁性纳米粒子在环境领域有着广泛的应用前景。

毕业论文开题报告环境工程磁性Fe3O4纳米粒子的制备及其表面修饰研究一、选题的背景、意义随着人类文明的不断进步和科学技术的飞速发展，特别是能源开发、空间技术、电子技术、激光技术、光电子技术、传感技术等高新技术领域的高速发展，元器件的小型化、智能化、高集成、高密度存储和超快传输等对材料提出了新的需求[1]。

再者随着中国工业经济的飞速发展，现有的传统材料己经难以满足其需求，开发、利用高性能材料和新功能材料己经成为共识。

纳米材料就应运而生，由于纳米材料的界面组元所占比例大，纳米颗粒表面原子比例高，与通常的多晶材料或者微粉完全不同，其表现出高的表面效应、体积效应、小尺寸效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应，派生出传统固体材料所不具备的许多特殊性质[2-4]。

纳米科学技术的快速发展，让磁性纳米材料得到了长足的发展。

近年来的磁性材料，在非晶态、稀土永磁化合物、超磁致伸缩、巨磁电阻等新材料相继发现的同时，由于组织的微细化、晶体学方位的控制、薄膜化、超晶格等新技术的开发，其特性显著提高。

这些不仅对电子、信息产品等特性的飞跃提高作出了重大贡献，而且成为新产品开发的原动力。

目前，磁性纳米材料已成为支持并促进社会发展的关键材料。

而磁性Fe304纳米粒子是纳米材料中一类新颖的功能材料，四氧化三铁的化学稳定性好，原料易得，价格便宜，广泛用于涂料、油墨等领域[5-7]。

四氧化三铁纳米粒子的磁性比大块本体材料的强许多倍，当四氧化三铁纳米粒子的粒径d<16nm，具有超顺磁性。

磁性四氧化三铁纳米粒子磁性能好，用于优质磁记录材料的制备，同时是制备α-Fe203等重要磁记录材料的中间体，还可作为微波吸收材料及催化剂。

近年来，四氧化三铁纳米粒子具有良好的磁性，在生物医学方面表现出潜在的广泛用途，如磁性四氧化三铁纳米粒子可作为药物的主要载体进行靶向给药，也可用于细胞及DNA的分离等，成为倍受关注的研究热点。

表面化学修饰法是指通过纳米表面与改性剂之间进行化学反应，改变纳米微粒的表面结构和状态，以达到表面改性的目的。

纳米材料在生物医学中的应用研究进展在当今的科技领域，纳米材料因其独特的性质和巨大的应用潜力，在生物医学领域引起了广泛的关注和深入的研究。

纳米材料的尺寸通常在1 到100 纳米之间，这个微小的尺度赋予了它们与众不同的物理、化学和生物学特性，从而为生物医学带来了一系列创新的应用和突破。

一、纳米材料在药物输送中的应用药物输送是纳米材料在生物医学中最重要的应用之一。

传统的药物治疗常常面临着药物溶解性差、生物利用度低、毒副作用大等问题。

纳米材料的出现为解决这些问题提供了新的思路和方法。

纳米粒子作为药物载体，可以有效地提高药物的溶解性和稳定性。

例如，脂质体纳米粒子可以将水溶性差的药物包裹在内部的水相中，从而增加药物的溶解度。

同时，纳米粒子还可以通过表面修饰来延长药物在体内的循环时间，减少药物被免疫系统清除的概率。

靶向药物输送是纳米材料在药物输送中的另一个重要应用。

通过在纳米粒子表面修饰特定的靶向分子，如抗体、多肽等，可以使纳米粒子特异性地识别和结合病变细胞或组织，从而实现药物的精准输送。

这种靶向输送不仅可以提高药物的治疗效果，还可以降低药物对正常组织的毒副作用。

智能响应型纳米药物输送系统也是当前研究的热点之一。

这类系统可以根据体内的生理环境变化，如 pH 值、温度、酶浓度等，实现药物的控制释放。

例如，pH 响应型纳米粒子可以在肿瘤组织的酸性环境中释放药物，从而提高药物在肿瘤部位的浓度，增强治疗效果。

二、纳米材料在医学成像中的应用医学成像在疾病的诊断和治疗监测中起着至关重要的作用。

纳米材料的引入为医学成像技术带来了显著的改进和创新。

纳米粒子作为造影剂，可以显著提高成像的对比度和灵敏度。

例如，金纳米粒子具有强烈的表面等离子体共振效应，可以用于 X 射线计算机断层扫描（CT）成像，提高成像的分辨率和清晰度。

量子点纳米粒子具有优异的荧光性能，可以用于荧光成像，实现对细胞和组织的高分辨率、高灵敏度检测。

磁性纳米粒子在磁共振成像（MRI）中也有广泛的应用。

矿物加工中纳米材料的应用与研究进展在当今的科学技术领域，纳米材料因其独特的物理、化学和生物学特性，在各个行业中展现出了巨大的应用潜力。

矿物加工作为一门涉及矿物资源开发、利用和提纯的学科，也受益于纳米材料的不断发展和应用。

本文将详细探讨纳米材料在矿物加工中的应用以及相关研究的最新进展。

一、纳米材料的特性纳米材料是指在三维空间中至少有一维处于纳米尺度范围（1 100纳米）的材料。

由于其尺寸微小，纳米材料表现出了许多与传统宏观材料截然不同的特性。

首先，纳米材料具有巨大的比表面积。

这意味着单位质量的纳米材料拥有更多的表面原子，从而使其表面能和表面活性显著提高，能够与其他物质发生更强烈的相互作用。

其次，纳米材料的量子尺寸效应导致其能隙变宽，电子能级离散化，从而使其光学、电学和磁学性质发生改变。

例如，某些纳米颗粒在特定波长的光照射下会表现出独特的荧光特性。

此外，纳米材料的小尺寸效应使得其熔点、硬度、强度等物理性质也与宏观材料有所不同。

二、纳米材料在矿物加工中的应用1、矿物浮选在矿物浮选过程中，纳米材料可以作为浮选药剂的添加剂，提高矿物的浮选效率和选择性。

纳米气泡由于其尺寸小、表面张力大等特点，能够增强矿物颗粒与气泡的粘附力，从而提高浮选回收率。

此外，纳米粒子可以选择性地吸附在特定矿物表面，改变其表面性质，提高浮选的选择性。

2、矿物磁选纳米磁性材料在矿物磁选方面发挥着重要作用。

例如，磁性纳米粒子可以通过表面修饰与特定矿物结合，然后利用磁场将其分离出来。

这种方法对于微细粒级的磁性矿物的分离具有显著效果，能够提高矿物的品位和回收率。

3、矿物浸出纳米材料可以用于提高矿物浸出的效率。

纳米催化剂能够加速化学反应的进行，促进矿物中的有价成分溶解到浸出液中。

同时，纳米膜技术可以用于分离和回收浸出液中的有价成分，提高资源的利用率。

4、矿物脱水与干燥纳米涂层技术可以应用于过滤设备的表面，减少矿物颗粒在过滤过程中的堵塞和粘附，提高脱水效率。

2024年磁性纳米材料市场分析现状引言磁性纳米材料是近年来发展迅速的一种新型材料，在多个领域中具有重要的应用潜力。

本文将对磁性纳米材料市场的现状进行分析，包括市场规模、市场发展趋势和主要应用领域等方面。

市场规模据市场调研机构的数据显示，磁性纳米材料市场在过去几年中保持了稳定增长的态势。

根据最新的统计数据，2019年全球磁性纳米材料市场规模达到了x亿元，预计到2025年将达到x亿元，年均复合增长率为x%。

市场发展趋势1.技术进步驱动市场增长：磁性纳米材料的制备技术不断进步，不仅在纳米粒子的合成上取得了重要突破，还在材料改性和工程应用方面实现了新的突破。

这些技术创新推动了市场需求的增长，并为市场带来了更多的商机。

2.应用领域不断扩展：磁性纳米材料在医疗、电子、能源等领域具有广泛的应用前景。

在医疗领域，磁性纳米材料在肿瘤治疗、靶向药物输送、磁共振成像等方面的应用已经取得了重要进展。

在电子领域，磁性纳米材料在传感器、储存器件等方面的应用潜力巨大。

随着新的应用领域的不断涌现，磁性纳米材料市场将得到进一步的扩大。

3.环境意识的提高：磁性纳米材料相比传统材料具有更低的资源消耗和污染排放，受到了环保意识的推动。

越来越多的企业和机构开始关注和研究磁性纳米材料的应用，以减少环境压力和提高可持续发展性能。

主要应用领域医疗领域磁性纳米材料在医疗领域的应用已经取得了重要进展。

其中，其在肿瘤治疗方面表现出巨大的潜力。

通过将磁性纳米材料与肿瘤细胞特异性靶向药物结合，可以实现对肿瘤细胞的精确杀灭，同时减少对正常细胞的毒性。

此外，磁性纳米材料还可以用于磁共振成像，提高影像的分辨率和对比度。

电子领域磁性纳米材料在电子领域的应用也非常广泛。

一方面，磁性纳米材料可以用于制备高性能的传感器。

通过表面修饰或改性，可以使传感器对特定物质的探测灵敏度和选择性大幅提高。

另一方面，磁性纳米材料还可以用于磁存储器件的制备，提高储存密度和读写速度。

能源领域在能源领域，磁性纳米材料被广泛应用于磁性催化剂、能量转换器件等方面。

纳米磁性材料的研究与应用纳米科技是当代研究热点之一，其广泛应用于生命科学、能源、材料科学等领域。

其中，纳米磁性材料作为一种具有特殊性质的纳米材料，被广泛地用于医学诊断、生物分析、环境修复等领域。

一、纳米磁性材料的概述纳米磁性材料是指颗粒大小在 1-100 纳米之间，具有磁性的材料。

它们具有单分散性、可控性、高比表面积和磁学/光学/电学等方面的特殊性质。

这些特殊性质是由于其尺寸、形状、晶体结构、表面活性和磁基团之间相互作用等因素的综合影响所导致的。

依据其组成和性质不同，可以将纳米磁性材料分为不同类型，如金属纳米粒子、氧化铁纳米颗粒、合金纳米颗粒、共轭高分子/纳米介孔复合物等。

二、纳米磁性材料的制备方法纳米磁性材料的制备方法多种多样，其中较常见的方法包括溶剂热反应法、凝胶燃烧法、水热法、微乳液法和溶胶-凝胶法等。

以氧化铁磁性材料为例，常见的制备方法如下：1. 溶剂热反应法：将铁离子和氧化剂在有机溶剂中进行反应，可以制备出分散性良好且颗粒大小均匀的氧化铁纳米颗粒。

2. 水热法：将铁离子和氢氧化钠在高温下反应，可以制备出纳米结晶体，通过后续处理方法分离得到纳米氧化铁颗粒。

3. 微乳液法：调整微乳液的温度和 pH 值，通过配位作用和凝胶化作用制备纳米铁氧体。

以上方法仅是其中的几种，不同制备方法对于纳米磁性材料的制备和性质有着不同的影响。

三、纳米磁性材料的应用1. 医学诊断纳米磁性材料由于其磁性和生物兼容性的特点，成为目前医学诊断领域研究的热点。

主要应用于拟诊和治疗。

例如，一个正在研究的磁共振图像增强的方法是通过将磁性荧光标记的纳米颗粒注入肿瘤或其他医学样本中，然后使用磁共振成像技术 (Magnetic Resonance Imaging)，以便诊断和定位疾病。

此外，还可以利用这些纳米材料跟踪带药的情况，实现精准医疗。

2. 生物分析在生物分析中，利用纳米磁性材料对生物分子进行捕获和可视化分析的方法成为一种新兴的关键技术。

超顺磁性（SPIO）氧化铁纳米粒子在肿瘤诊断方面的研究进展刘佳鑫;郭钰;李晓东;陈一鑫;张惠茅;付宇【期刊名称】《中国实验诊断学》【年(卷),期】2017(021)002【总页数】3页(P347-349)【作者】刘佳鑫;郭钰;李晓东;陈一鑫;张惠茅;付宇【作者单位】吉林大学第一医院放射线科，吉林长春 130021;吉林大学第一医院放射线科，吉林长春 130021;吉林大学第一医院放射线科，吉林长春 130021;吉林大学第一医院放射线科，吉林长春 130021;吉林大学第一医院放射线科，吉林长春 130021;吉林大学第一医院放射线科，吉林长春 130021【正文语种】中文近年来，随着纳米医学的飞速的发展，分子影像学的不断深化，Fe3O4、γ-Fe2O3、 CO-Fe2O4 等为主的超顺磁性氧化铁纳米粒在肿瘤诊断方向的研究和应用日益广泛，本文从超顺磁性氧化铁纳米粒子的MRI成像原理出发，以合成方法为基础，阐述近年来超顺磁性氧化铁纳米粒子在肿瘤诊断方面的研究进展，展望超顺磁性纳米粒子未来在肿瘤诊断中的发展前景。

1.1 超顺磁性氧化铁纳米粒子MRI成像原理氧化铁是磁性纳米材料中最主要的部分[1]，主要包括Fe3O4和Fe2O3，由于铁原子核外不成对电子的高速旋转，而产生净磁化向量，因此能产生很强的顺磁性。

而当氧化铁纳米粒子的粒径小于某一临界值时便会呈现出超顺磁性，同时矫顽力、饱和磁化强度等都会降低，粒子一旦在磁场的作用下就能够迅速被磁化，而去除磁场的作用后磁性又迅速消失。

核磁共振(MRI)造影剂是为增强影像对比效果而使用的制剂，其通过影响周围组织的弛豫时间的快慢从而间接地改变组织信号的强度，增加组织或器官的对比度。

目前广泛应用于临床的MRI成像对比剂主要是钆的螯合物，从静脉注入进入体内后，在磁场的作用下，其能缩短纵向弛豫时间(T1值)，因此在T1WI(T1 weighted imaging)上呈短T1信号，即在图像上表现为高信号，但是许多资料表明，钆对比剂的弛豫率低，在体内循环时间短，很快从肾脏代谢，生物安全性和细胞毒性也不确定[2-4]。

纳米材料的性能及其应用研究进展近年来，纳米科技发展迅速，纳米材料被广泛应用于生物医学、环保、新能源、信息技术等领域，得到了研究人员的广泛关注。

本文将从纳米材料的性能入手，阐述其应用研究进展。

一、纳米材料的性能纳米材料指尺寸小于100纳米的物质，由于纳米尺度下的量子大小效应、表面效应等物理、化学特性，与宏观物质相比，其性能具有明显的差异。

1、物理性能纳米材料的光学、磁学、电学等物理性质迥异于宏观材料。

例如，金属纳米颗粒在可见光范围内具有显著的表面等离子共振吸收现象，与尺寸和形状有关，可应用于传感器、光学器件等领域；磁性纳米粒子在外加磁场下表现出不同的磁性，可应用于医学成像、存储介质等领域；碳纳米管的导电性和导热性特别好，在新能源领域有广泛应用。

2、化学性质纳米材料的表面积相比宏观物质大幅提高，其表面能、化学活性、滞留作用都具有显著特点。

例如，银纳米颗粒的表面具有广谱抗菌性，可应用于医疗用品、水处理等领域；纳米氧化锌的表面具有光催化降解有机污染物的作用，可应用于水处理、空气净化等领域。

3、机械性能纳米材料比宏观物质的强度、硬度、塑性等力学性能更具优越性。

例如，纳米硬度大于单晶体硬度的1/3，石墨烯比钢的强度高200倍，且弹性模量高，可应用于强度要求高的工业领域。

二、纳米材料的应用研究进展1、生物医学领域纳米材料在生物医学领域有广泛应用，包括药物送递、分子诊断、组织工程、生物成像、抗菌等方面。

例如，通过化学修饰，纳米材料可选择性地靶向癌细胞，并释放药物；同时，纳米颗粒的表面还可与生物分子相互作用，形成生物传感器，应用于分子诊断和成像。

2、环保领域纳米材料在环保领域的应用包括空气净化、水处理和废物处理等方面。

例如，纳米TiO2、纳米铁等材料具有光催化降解作用，可应用于水处理和空气净化；纳米材料与污染物结合后可通过热解、燃烧等方式进行处理。

3、新能源领域纳米材料在新能源领域的应用主要集中在太阳能电池、储能材料和催化剂等方面。

10材料导报2008年5月第22卷专辑X磁热法治疗肿瘤用纳米磁性材料的研究进展杨贵进，李玲(暨南大学物理系，广州510632)摘要介绍了磁热法治疗肿瘤的原理和治疗肿瘤用纳米磁性材料的种类及特点，并详述了磁热法治疗肿瘤的国内外研究进展，以及磁性纳米粒子的制备、表面修饰和应用，最后提出了磁热法治疗肿瘤还有待解决的问题，并对其前景进行了展望。

关键词纳米磁性材料磁热肿瘤治疗R e s ear c h Pr ogr es s i n M agnet i c N anom at er i a l s f or T um or Tr eat m entby T her m om agnet i c M et hodY A N G G ui j i n，LI Li ng(D e par t m e nt of Phys i cs，Ji nan U ni ver si t y，G uangz hou510632)A bs t ract I n t he paper t he m echani s m of t um or t r eat m ent by t he rm om a gnet i c m et h od a nd t he ki n ds a ndpr oper t i es of na no-m agne t i c m at er i al s ar e i nt roduce d．T he r e sear c h pr ogr es s a t hom e a nd abr oa d i n t he pr epar at i on，s ti r—f ace-c oat i ng a nd appl i ca t i ons of m agne t i c nano par t i c l es ar e det ai l ed．Final l y，t he unsol ve d probl em s ar e pr ese nt e d and t hepr ospec t i s gi ven o n t um ort r eat m ent by t he rm om a gnet i c m et hod．K ey w or ds m a gnet i c nanom at eri al s，t herm om s gnet i c，t um or t her apy肿瘤热疗是利用物理方法加热癌变组织，使癌变组织升温，达到杀灭癌细胞的特定温度以消除恶性肿瘤的一种治疗手段。

纳米医学技术的研究现状和应用前景随着科技的不断发展，生物医学科学也在不断地向前发展。

其中，纳米科技的应用越来越受到关注。

纳米医学技术，就是把纳米颗粒应用于药物制备、疾病诊断和治疗等方面的技术。

纳米粒子的使用可以改善药物的生物利用度、降低药物副作用、提高疫苗的免疫保护能力等。

在此基础上，纳米医学技术已经在临床上得到应用。

本文将介绍纳米医学技术的研究现状和应用前景。

一、纳米医学技术在药物制备中的应用纳米医学技术在药物制备中的应用已经成为一个热门话题。

纳米粒子可以改善药物的生物利用度、降低药物副作用等。

例如，达标化的纳米制药可以改善药物的吸收和渗透性，使药物更容易进入细胞和组织。

此外，纳米药物的释放速度、持续时间和药物保留时间都比传统药物更可控，因此可以减少药物副作用，提高治疗效果。

二、纳米医学技术在疾病诊断和治疗中的应用除了在药物制备中的应用外，纳米医学技术在疾病诊断和治疗中的应用也非常广泛。

纳米颗粒可以被制成各种生物标记物，并且具有很高的灵敏度和特异性。

例如，针对乳腺癌诊断，研究人员制造了一种称为"Nanoparticle-Enabled Molecular Imaging Probe"的纳米粒子。

这种纳米粒子可以在早期诊断和监测乳腺癌患者的转移，因为它能够在极低浓度下检测出EEF1A2分子的表达情况。

此外，纳米技术在癌症的治疗方面也非常有效。

例如，一项在荷兰进行的研究，研究人员利用磁性纳米颗粒制备了一种称为“磁性纳米颗粒热疗”(Magnetic Nanoparticle Hyperthermia，MNH)的疗法。

这种疗法通过磁场的作用将纳米颗粒集中在肿瘤组织内，从而产生局部高温，破坏癌细胞。

与传统的化疗和放疗相比，纳米颗粒治疗的优势在于不会对健康组织产生影响，治疗效果也更加显著。

三、纳米医学技术的应用前景纳米医学技术的应用前景非常广阔。

纳米颗粒可以被制成各种精细的生物材料，例如人工血管、人工组织和人工器官。