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2012-11-08 09:36 泉源:生物医学论文 人到场在线征询

本文作者:郑文明 钟联东 单元:隆昌县西医院放射科 隆昌县人民医院放射科

超顺磁性氧化铁纳米粒因其一系列共同而良好的理化功能遭到人们日益普遍的存眷。粒径小于20nm的磁性粒子具有超顺磁性子[1],可以为外加磁场合控制,而且该粒径小于大少数紧张的生物分子,如病毒、卵白、基因以及细胞[2],因而能无效进入生物构造外部探测生物分子的生感性能,在分子程度上提醒生命奥妙。随着纳米技能与生物医学联合的日益深化,超顺磁性氧化铁纳米粒在生物标志与别离[3]、核磁共振显影[4]、药物载体[5,6]以及疾病诊断与医治[7]等方面表现出普遍的使用远景,尤其对其停止功用化修饰更成为研讨热门。

1超顺磁性氧化铁纳米粒的外表改性

超顺磁性氧化铁纳米粒极易被氧化而得到磁性,别的,其高的比外表能和粒子之间磁偶极的互相作用,偏向于聚会成大的颗粒[8]。因而当超顺磁性氧化铁纳米粒使用于生物医学范畴时,有须要对粒子停止外表改性,以加强超顺磁性氧化铁纳米粒的波动性及生物相容性等理化功能。而更要害的缘由是,资料改性不只能波动超顺磁性氧化铁纳米粒,还更能起到进步超顺磁性氧化铁纳米粒在水溶液中的疏散性和生物相容性的作用,同时假如进一步复合别的的纳米粒子、化合物或生物配体,可完成超顺磁性氧化铁纳米粒的功用化,使得超顺磁性氧化铁纳米粒在生物医学范畴失掉愈加普遍的使用。超顺磁性氧化铁纳米粒的外表改性可分为两种途径:一种是外表改性资料与粒子外表依托键合反响,通常是指一些无机小分子化合物;别的则是用无机或无机资料间接包裹超顺磁性氧化铁纳米粒,次要包罗二氧化硅、外表活性剂、高分子聚合物等。

1.1无机资料改性超顺磁性氧化铁纳米粒及其在生物医学范畴中的使用:无机资料通常包罗二氧化硅和金、银、铂等贵金属等,包裹后的复合粒子通常包罗处于中央的超顺磁性氧化铁纳米粒内核和外层的无机资料层。外层的无机资料不光可以减小超顺磁性氧化铁纳米粒之间的磁偶极互相作用,制止粒子发作聚会,并且处于外层的包裹层可联合林林总总的生归天学配体到复合微球的外表上。二氧化硅具有优秀的生物相容性、亲水性以及十分好的化学波动性和胶体波动性,是包裹超顺磁性氧化铁纳米粒较为抱负的资料。包裹后的超顺磁性氧化铁纳米粒由于外表二氧化硅层的存在,较未包裹的超顺磁性氧化铁纳米粒,更容易被硅烷偶联剂类化合物修饰。包裹二氧化硅后失掉的复合粒子曾经在生物别离、药物控释等范畴失掉了普遍的使用。若有文献报导[9]用二氧化硅包裹聚乙烯醇联合的超顺磁性氧化铁纳米粒和疏水性药物,经过调理二氧化硅层的厚度,完成了药物在外加磁场下的可控开释,并发明该复合磁性粒子可以高效地被Hela细胞吞噬。有文献报道[10]制备了多孔二氧化硅包裹的超顺磁性氧化铁纳米粒,键兼并提纯别离了大马哈鱼精子中的DNA,并从细菌中乐成提取了RNA。在贵金属中,金由于其低活性和易被含有巯基的化学或生物分子修饰的特点,成为超顺磁性氧化铁纳米粒优秀的包裹资料之一。Stoeva等[11]以氨基功用化的二氧化硅微球作为模板,将Fe3O4和Au纳米粒子吸附到二氧化硅微球外表并引发四氯金酸(HAuCl4)在微球外表的堆积成金层,构成三层构造的功用化复合微球,构成的三层磁性纳米微球被寡肽功用化后,可被用作DNA探针。Nam等[12]将单克隆抗体修饰在超顺磁性氧化铁纳米粒外表,然后将修饰有多克隆抗体和DNA的胶体金纳米粒子牢固在超顺磁性氧化铁纳米粒外表,经过磁别离失掉DNA标志物,最初经过对DNA标志物的定量检测,乐成完成了对目的卵白的高敏捷度检测。

1.2无机小分子化合物改性超顺磁性氧化铁纳米粒及其在生物医学范畴中的使用:许多小分子化合物都能与磁粒子外表构成结实的化学键,如油酸[13]、油胺、硅烷偶联剂、2,3-二巯基丁二酸[14]、多巴胺等。它们与粒子联合后在超顺磁性氧化铁纳米粒外表构成无机小分子层,使超顺磁性氧化铁纳米粒之间构成互相排挤力,从而使超顺磁性氧化铁纳米粒具有波动的疏散性。经过小分子外表改性后的超顺磁性氧化铁纳米粒再经化学或生物等办法功用化后,可以被普遍使用到生物别离、靶向药物传输、核磁共振显影等生物医学范畴。Xu等[15]应用小分子的多巴胺与氨基三乙酸联合,对超顺磁性氧化铁纳米粒停止外表改性。改性后的超顺磁性氧化铁纳米粒在细胞裂解液中对六聚组氨酸标志的卵白停止别离,每毫克超顺磁性氧化铁纳米粒可以别离的最大卵白载荷为2~3mg,充沛表现了超顺磁性氧化铁纳米粒在生物别离范畴的宏大劣势。Yu等[16]运用四氧化锇/高碘酸钠作为油酸修饰的γ-Fe2O3纳米粒子的外表氧化剂,乐成的设计了一种新型疏水性超顺磁性氧化铁纳米粒外表改性办法,终极失掉外表醛基功用化的超顺磁性氧化铁纳米粒。醛基功用化的粒子与具有多功用基团的小分子亲水化合物氨基葡萄糖酸偶联,可以在水溶液中波动疏散。在生物别离研讨中,Yu等[16]发明经寡聚苹果酸改性的超顺磁性氧化铁纳米粒用做生物探针时,能特异性辨认、捕捉其互补核苷酸链段,并能在外加磁场作用下别离纯化。在细胞吞噬研讨发明中,经氨基葡萄糖酸修饰后的粒子可以防止巨噬细胞的吞噬,使癌细胞对其体现出精良的吞噬作用,在肿瘤的诊断与医治方面表现出宏大潜力。

1.3外表活性剂及聚合物改性超顺磁性氧化铁纳米粒及其在生物医学范畴中的使用:外表活性剂及聚合物可以依托化学联合或物理吸附等办法在超顺磁性氧化铁纳米粒外表构成单层或双层构造。带有功用团的外表活性剂或聚合物,可以绑定在超顺磁性氧化铁纳米粒的外表,从而改动超顺磁性氧化铁纳米粒的外表性子。合适用作包裹的聚合物有聚吡咯、葡聚糖、壳聚糖、聚苯胺、聚氰基丙烯酸丁酯、聚酯类如聚乳酸、聚乙醇酸类、聚己内酯以及它们的共聚物[17]等。超顺磁性氧化铁纳米粒经这些具有精良生物相容性的外表活性剂及聚合物修饰后所构成的磁性聚合物微球,可以用作细胞标志、靶向药物传输以及核磁共振显影剂等。在实践使用中,磁性聚合物微球的巨细、电荷和外表化学性子严峻影响药物在体内的循环工夫和药效。另一方面,磁性聚合物微球的磁性等外在性子在很大水平上又决议于微球的巨细。在体内循环零碎中,粒径大于200nm的微球容易被脾脏过滤断绝后被噬菌细胞吞噬撤除,从而低落其血液循环工夫。小于10nm的微球又容易溢出被肾肃清。用于静脉注射时,微球的最佳粒径应控制在10~100nm之间,在此范畴内的微球,既能避开体内网状内皮构造零碎,又能进入体内构造中粗大毛细管,从而到达在特定构造中的最佳散布[18]。Nasongkla等[19]用PEG-PLA两亲性聚合物将超顺磁性氧化铁纳米粒和阿霉素配合包裹在聚合物疏水内核中,并在亲水端偶联靶向配体小分子环形肽(cRGD),构成多功用化的磁性胶束。胶束外表的靶向配体可以与肿瘤细胞特异性联合,使该磁性胶束可以被传输到肿瘤外部。体外核磁共振实行和毒性研讨中,这种多功用化的胶束体现出超敏捷的成像才能,并可以特异性地在肿瘤部位表现出抗肿瘤作用。

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