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USPIO超順磁性氧化鐵納米顆粒Fe₃O₄ Magneticnanoparticles 在靶向給藥/靶向熱療/生物分離方面的應用

納米材料特別是磁性納米顆粒為生命科學和生物技術提供了多種可能，這主要是由于以下幾方面：首先，磁性納米顆粒的尺寸從幾個納米到幾十個納米均具有良好的可控性，與細胞、病毒、蛋白質和基因相比，粒徑較小或相當，它們能夠被生物分子修飾以致與生物實體相結合，從而提供了一種可控的標記方法；其次，磁性納米微粒的磁性遵從庫侖定律，能夠通過外加磁場來控制。這種“遠距離作用”與磁場對人體組織的固有穿透性相結合，從而可開展包含磁性納米粒子和磁性標記的生物體的運輸、固定等許多方面的應用，它們可用于傳送“包裹”，例如抗癌藥、放射性原子等，到特定的靶區，同時粒徑小于30nm的磁性納米顆粒具有超順磁性，這種超順磁性的納米微粒具有大的磁矩常量，可忽略剩磁和矯頑力，能夠像大的順磁性原子一樣對應用的磁場做出快速的響應；磁性納米微粒能夠對磁場的周期性變化產生響應，從激發場獲得能量，由此微粒能夠被加熱，從而可用于熱療，傳輸大量的熱能到靶區，如腫瘤。磁性納米微粒也可作為化療或放射性治療的增強劑，因為組織被適度的加熱能夠更有效地破壞惡性腫瘤細胞。

生物分離：

傳統的分離技術主要采用離心法利用密度梯度原理進行分離，時間長、效果差，而磁分離技術具有快速、簡便的特點，能夠高效、可靠地捕獲特定的蛋白質或其它生物大分子。利用功能化磁性納米粒子的表面配體（或受體）與受體（或配體）之間的特異性相互作用（如抗原—抗體和親和素一生物素等）來實現對靶向生物目標的快速分離。磁性納米粒子是具有超順磁性的，即在外加磁場下它們具有磁響應性，然而一旦磁鐵被移除，它們將立即重新分散于溶液中。磁分離方法已經拓展到對細胞、蛋白質和核酸(DNA，RNA)等多種生物的分離和純化。

磁性納米粒子進行生物分離的主要方式有：①負相分離，及利用磁性微球分離無關細胞，使留下的靶細胞純化；②正相分離，及直接從細胞混合液中分離出靶細胞，使之純化。用于生物分離的磁性納米顆粒需要具備以下特點：①可以根據不同的細胞，對其進行改性，更加準確快捷，將目標細胞從原樣中分離出來；②具有良好的生物相容性且不會破壞細胞；③當大量需要某種細胞時，其易于放大操作。

適用于生物分離的磁性納米顆粒有：殼聚糖修飾的磁性納米顆粒、聚丙烯酸（PAA）修飾的磁性納米顆粒、表面羧基化磁性納米顆粒、親水性磁性納米顆粒、氨基修飾的二氧化硅包裹的磁性納米顆粒等。

相關產品如下：

1：羧基化Fe3O4磁性納米顆粒分散在水/有機溶劑中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEG coatingcarboxyl function in water/ Organic

2：多聚賴氨酸修飾的氧化鐵磁性納米顆粒（PLL@Fe2O3）10nm 鐵濃度：1 mg/mL

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PLL coating inwater

3：10nm鏈霉親和素包裹磁性納米顆粒（Streptavidin@Fe3O4）    1mg/ml

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Streptavidincoating in water

4:聚合物-聚乙烯亞胺(PEI)包裹Fe3O4 磁性納米顆粒(PEI@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEIcoatingin water

5: 牛血清白蛋白(BSA)包裹Fe3O4 磁性納米顆粒分散在水(BSA@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with BSAcoatingin water

靶向給藥：靶向給藥指把藥物選擇性地送達特定的生理部位、器官、組織或細胞中并在該靶部位處發揮藥物治療作用。靶向給藥一般可分為被動靶向和主動靶向。被動靶向是通過載體的非特異性作用（如電荷、疏水性和尺寸等）使藥物載體到達靶部位，主動靶向則是在載體與靶部位間的特異性作用（如抗原—抗體、磁性靶向等）驅動下到達靶組織或器官的，主動靶向更具可控性。磁性載藥微球應用于靶向給藥系統的基本原理為：磁性載藥微球作為藥物載體，被注射到體內，在外部施加一定場強的磁場，利用磁性載藥微球的流動性和磁場的誘導性，將磁性載藥微球移向病變區，然后藥物以受控方式（酶的活性或者生理條件的改變，例如pH、滲透壓濃度和溫度等）緩慢定位釋放，集中在靶區發揮作用。利用磁性納米粒子作為藥物載體具有使用便捷、可增加病變部位藥物濃度、生物相容性好、減少藥物毒副作用及提高藥效等優點。

適用于靶向給藥的磁性納米顆粒有：聚丙烯酸（PAA）修飾的磁性納米顆粒、白蛋白（Albumin）修飾的磁性納米顆粒、聚丙烯酰胺（Poly）修飾的磁性納米顆粒、葉酸（folicacid）修飾的磁性納米顆粒、磷脂包裹的磁性納米顆粒等

1:聚合物PAA包裹的超順磁性Fe3O4 納米顆粒(PAA@Fe3O4)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PAAcoatingin water

2：殼聚糖包裹的磁性Fe3O4 納米顆粒（Chitosan@Fe3O4）

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Chitosancoating in water

3:Dextran包裹的磁性Fe3O4 納米顆粒(Dextran@Fe304)

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with Dextrancoating in water

4: ILP磷脂包裹的磁性Fe3O4 納米顆粒(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順磁性Fe3O4 納米顆粒分散在無水乙醇中

Fe3O4 Magnetic nanoparticles with mesoporous silicacoating in ethanol

6Fe3O4 MagneticNanoparticles, Transferrin Labeled

7: Fe3O4 Magnetic Nanoparticles, Folic AcidLabeled

8:Biotin Labeled Fe3O4 Magnetic Nanoparticles

靶向熱療：靶向熱療是一種利用物理能量在人體組織中所產生的熱效應，并根據腫瘤細胞和正常細胞對熱的敏感性不同而殺死腫瘤細胞的療法。將磁性納米材料注射到腫瘤組織，在外加交變磁場作用下產生熱量并均勻釋放給腫瘤組織。由于腫瘤組織中血液供給不足，使得腫瘤細胞中熱量擴散較慢，導致局部溫度升高，從而殺死腫瘤細胞。不同的材料具有不同的產熱機理，順磁性材料通過奈爾弛豫機制產熱，而普通的鐵磁性顆粒則通過磁滯效應和布朗運動產熱。如何有選擇性地殺死腫瘤細胞但對正常肌體組織不造成損傷是科學家們多年來一直追求的目標。

適用于靶向熱療的磁性納米顆粒有：葉酸（folic acid）修飾的磁性納米顆粒、聚乙二醇（PEG）修飾的磁性納米顆粒、氨基修飾的二氧化硅包裹的磁性納米顆粒、體修飾的磁性納米顆粒、磷脂包裹的磁性納米顆粒等。

聚乙二醇包裹的Fe3O4磁性納米顆粒分散在水/有機溶劑中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with PEGcoating inwater/ Organic

磁共振成像(MRI)技術：原理是利用生物體不同組織在外加磁場影響下，產生不同的共振信號來成像，信號的強弱取決于組織內水的含量、水分子中質子的弛豫時問。造影劑是用來縮短成像生物體不同組織在外加磁場作用下產生不同的共振時間、增強對比信號差異、提高成像對比度和清晰度的一種試劑，它能改變組織中局部水質了的弛豫速率，延長質了的弛豫時問，從而有效地檢測出正常組織與病變組織的成像差異，顯示體內器官或組織的功能狀態。磁共振成像診斷技術不僅可以有效檢測局部組織的壞死、局部缺血和各種惡性病變（如腫瘤），還能進行早期診斷、對器官移植進行全過程檢測，用于跟蹤研究藥物與組織相互作用的代謝過程。

超順磁性氧化鐵是一種新型的造影劑，具有靶向性好、血循環半衰期長、體內組織特異性高、毒副作用小等一系列特性。同時，可通過活性基團將腫瘤靶向分子通過共價鍵耦聯于磁性納米顆粒表面，進而獲得可通過靶向分子與靶點間特異性識別作用進行腫瘤成像的分子影像探針。

適用于磁共振成像(MRI)技術的磁性納米顆粒有：油酸（acid）修飾的磁性納米顆粒，殼聚糖（CS）修飾的四氧化三鐵磁性納米顆粒，葡聚糖（Dextran）修飾的磁性納米顆粒，DMSA修飾的磁性納米顆粒，表面羧基化的磁性納米顆粒等。

殼聚糖修飾Fe3O4磁性納米顆粒分散在水/有機溶劑中

Fe₃O₄Magnetic nanoparticles with CS coating in water/ Organic

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