USPIO超顺磁性氧化铁纳米颗粒Fe₃O₄ Magneticnanoparticles 在靶向给药/靶向热疗/生物分离方面的应用

纳米材料特别是磁性纳米颗粒为生命科学和生物技术提供了多种可能，这主要是由于以下几方面：首先，磁性纳米颗粒的尺寸从几个纳米到几十个纳米均具有良好的可控性，与细胞、病毒、蛋白质和基因相比，粒径较小或相当，它们能够被生物分子修饰以致与生物实体相结合，从而提供了一种可控的标记方法；其次，磁性纳米微粒的磁性遵从库仑定律，能够通过外加磁场来控制。这种“远距离作用”与磁场对人体组织的固有穿透性相结合，从而可开展包含磁性纳米粒子和磁性标记的生物体的运输、固定等许多方面的应用，它们可用于传送“包裹”，例如抗癌药、放射性原子等，到特定的靶区，同时粒径小于30nm的磁性纳米颗粒具有超顺磁性，这种超顺磁性的纳米微粒具有大的磁矩常量，可忽略剩磁和矫顽力，能够像大的顺磁性原子一样对应用的磁场做出快速的响应；磁性纳米微粒能够对磁场的周期性变化产生响应，从激发场获得能量，由此微粒能够被加热，从而可用于热疗，传输大量的热能到靶区，如肿瘤。磁性纳米微粒也可作为化疗或放射性治疗的增强剂，因为组织被适度的加热能够更有效地破坏恶性肿瘤细胞。

生物分离：

传统的分离技术主要采用离心法利用密度梯度原理进行分离，时间长、效果差，而磁分离技术具有快速、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。利用功能化磁性纳米粒子的表面配体（或受体）与受体（或配体）之间的特异性相互作用（如抗原—抗体和亲和素一生物素等）来实现对靶向生物目标的快速分离。磁性纳米粒子是具有超顺磁性的，即在外加磁场下它们具有磁响应性，然而一旦磁铁被移除，它们将立即重新分散于溶液中。磁分离方法已经拓展到对细胞、蛋白质和核酸(DNA，RNA)等多种生物的分离和纯化。

磁性纳米粒子进行生物分离的主要方式有：①负相分离，及利用磁性微球分离无关细胞，使留下的靶细胞纯化；②正相分离，及直接从细胞混合液中分离出靶细胞，使之纯化。用于生物分离的磁性纳米颗粒需要具备以下特点：①可以根据不同的细胞，对其进行改性，更加准确快捷，将目标细胞从原样中分离出来；②具有良好的生物相容性且不会破坏细胞；③当大量需要某种细胞时，其易于放大操作。

适用于生物分离的磁性纳米颗粒有：壳聚糖修饰的磁性纳米颗粒、聚丙烯酸（PAA）修饰的磁性纳米颗粒、表面羧基化磁性纳米颗粒、亲水性磁性纳米颗粒、氨基修饰的二氧化硅包裹的磁性纳米颗粒等。

相关产品如下：

1：羧基化Fe3O4磁性纳米颗粒分散在水/有机溶剂中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEG coatingcarboxyl function in water/ Organic

2：多聚赖氨酸修饰的氧化铁磁性纳米颗粒（PLL@Fe2O3）10nm 铁浓度：1 mg/mL

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PLL coating inwater

3：10nm链霉亲和素包裹磁性纳米颗粒（Streptavidin@Fe3O4）    1mg/ml

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Streptavidincoating in water

4:聚合物-聚乙烯亚胺(PEI)包裹Fe3O4 磁性纳米颗粒(PEI@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEIcoatingin water

5: 牛血清白蛋白(BSA)包裹Fe3O4 磁性纳米颗粒分散在水(BSA@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with BSAcoatingin water

靶向给药：靶向给药指把药物选择性地送达特定的生理部位、器官、组织或细胞中并在该靶部位处发挥药物治疗作用。靶向给药一般可分为被动靶向和主动靶向。被动靶向是通过载体的非特异性作用（如电荷、疏水性和尺寸等）使药物载体到达靶部位，主动靶向则是在载体与靶部位间的特异性作用（如抗原—抗体、磁性靶向等）驱动下到达靶组织或器官的，主动靶向更具可控性。磁性载药微球应用于靶向给药系统的基本原理为：磁性载药微球作为药物载体，被注射到体内，在外部施加一定场强的磁场，利用磁性载药微球的流动性和磁场的诱导性，将磁性载药微球移向病变区，然后药物以受控方式（酶的活性或者生理条件的改变，例如pH、渗透压浓度和温度等）缓慢定位释放，集中在靶区发挥作用。利用磁性纳米粒子作为药物载体具有使用便捷、可增加病变部位药物浓度、生物相容性好、减少药物毒副作用及提高药效等优点。

适用于靶向给药的磁性纳米颗粒有：聚丙烯酸（PAA）修饰的磁性纳米颗粒、白蛋白（Albumin）修饰的磁性纳米颗粒、聚丙烯酰胺（Poly）修饰的磁性纳米颗粒、叶酸（folicacid）修饰的磁性纳米颗粒、磷脂包裹的磁性纳米颗粒等

1:聚合物PAA包裹的超顺磁性Fe3O4 纳米颗粒(PAA@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PAAcoatingin water

2：壳聚糖包裹的磁性Fe3O4 纳米颗粒（Chitosan@Fe3O4）

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Chitosancoating in water

3:Dextran包裹的磁性Fe3O4 纳米颗粒(Dextran@Fe304)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Dextrancoating in water

4: ILP磷脂包裹的磁性Fe3O4 纳米颗粒(Lipid@Fe3O4)

Lipid coated ironoxide nanoparticles  ILP (Lipid@Fe3O4)

Lipid coated ironoxide nanoparticles with amine   ILA
5：介孔二氧化硅包裹超顺磁性Fe3O4 纳米颗粒分散在无水乙醇中

Fe3O4 Magnetic nanoparticles with mesoporous silicacoating in ethanol

6Fe3O4 MagneticNanoparticles, Transferrin Labeled

7: Fe3O4 Magnetic Nanoparticles, Folic AcidLabeled

8:Biotin Labeled Fe3O4 Magnetic Nanoparticles

靶向热疗：靶向热疗是一种利用物理能量在人体组织中所产生的热效应，并根据肿瘤细胞和正常细胞对热的敏感性不同而杀死肿瘤细胞的疗法。将磁性纳米材料注射到肿瘤组织，在外加交变磁场作用下产生热量并均匀释放给肿瘤组织。由于肿瘤组织中血液供给不足，使得肿瘤细胞中热量扩散较慢，导致局部温度升高，从而杀死肿瘤细胞。不同的材料具有不同的产热机理，顺磁性材料通过奈尔弛豫机制产热，而普通的铁磁性颗粒则通过磁滞效应和布朗运动产热。如何有选择性地杀死肿瘤细胞但对正常肌体组织不造成损伤是科学家们多年来一直追求的目标。

适用于靶向热疗的磁性纳米颗粒有：叶酸（folic acid）修饰的磁性纳米颗粒、聚乙二醇（PEG）修饰的磁性纳米颗粒、氨基修饰的二氧化硅包裹的磁性纳米颗粒、体修饰的磁性纳米颗粒、磷脂包裹的磁性纳米颗粒等。

聚乙二醇包裹的Fe3O4磁性纳米颗粒分散在水/有机溶剂中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEGcoating inwater/ Organic

磁共振成像(MRI)技术：原理是利用生物体不同组织在外加磁场影响下，产生不同的共振信号来成像，信号的强弱取决于组织内水的含量、水分子中质子的弛豫时问。造影剂是用来缩短成像生物体不同组织在外加磁场作用下产生不同的共振时间、增强对比信号差异、提高成像对比度和清晰度的一种试剂，它能改变组织中局部水质了的弛豫速率，延长质了的弛豫时问，从而有效地检测出正常组织与病变组织的成像差异，显示体内器官或组织的功能状态。磁共振成像诊断技术不仅可以有效检测局部组织的坏死、局部缺血和各种恶性病变（如肿瘤），还能进行早期诊断、对器官移植进行全过程检测，用于跟踪研究药物与组织相互作用的代谢过程。

超顺磁性氧化铁是一种新型的造影剂，具有靶向性好、血循环半衰期长、体内组织特异性高、毒副作用小等一系列特性。同时，可通过活性基团将肿瘤靶向分子通过共价键耦联于磁性纳米颗粒表面，进而获得可通过靶向分子与靶点间特异性识别作用进行肿瘤成像的分子影像探针。

适用于磁共振成像(MRI)技术的磁性纳米颗粒有：油酸（acid）修饰的磁性纳米颗粒，壳聚糖（CS）修饰的四氧化三铁磁性纳米颗粒，葡聚糖（Dextran）修饰的磁性纳米颗粒，DMSA修饰的磁性纳米颗粒，表面羧基化的磁性纳米颗粒等。

壳聚糖修饰Fe3O4磁性纳米颗粒分散在水/有机溶剂中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with CS coating in water/ Organic

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